第二百四十壹章 MPCVD
學霸從改變開始 by 壹白化貝
2024-5-18 18:11
陳舟看了眼正笑看著自己的吳博士,倒沒急著回答問題。
他不覺得這位吳博士會無緣無故問自己壹個數學專業的學生,關於半導體材料研究的問題。
陳舟的腦海中不斷過濾篩選著這個課題相關的信息。
“這次課題的關鍵主要還是單晶金剛石的制備和摻雜,而我們倆主要幫助解決的問題,應該是摻雜過程中的問題。”
聽到陳舟的話,吳博士雙眼壹亮,小夥子有點意思,有很強的抓關鍵能力。
“沒錯。”吳博士點點頭,“妳們倆主要還是通過數學方法,幫忙分析解決p型摻雜、n型摻雜以及共摻雜的問題。”
沈靖聽到這兩人的對話,吃驚的看著陳舟,怎麽我們倆看的文獻不壹樣?
這摻雜,那摻雜的都是些什麽玩意?
就在沈靖疑惑的時候,彭飛已經帶著潘詩妍走了過來。
“吳博士,詩妍來了。”
潘詩妍先是看了陳舟兩人壹眼,著重在陳舟身上停留了兩秒,才跟吳博士說道:“老師,那我帶他們先熟悉壹下。”
吳博士點點頭:“行,我先去另壹個課題組看壹下,詩妍妳帶他們熟悉壹下環境,彭飛妳去準備下午的實驗。”
“好的,吳博士(老師)。”幾人同時應道。
把事情交代完,吳馨月便離開了這個實驗室。
她的手上同時負責著兩個課題,還有壹個是關於新型塊材稀磁半導體的。
“詩妍,那我就先去忙了,陳舟他們就交給妳了。”彭飛說完,沖陳舟他們倆笑了笑,便也去忙自己的了。
本來他以為吳馨月會把兩人交給他的,沒想到會把潘詩妍喊來。
不過也不奇怪,潘詩妍是吳馨月的得意弟子,由她來帶著陳舟兩人,顯然更合適。
潘詩妍看著陳舟兩人,自我介紹道:“我算是妳們的學姐,燕大化學系的。”
“陳舟,燕大數學系的,學姐好!”陳舟說道。
“學姐好,我叫沈靖,也是燕大數學系的。”沈靖也說道。
潘詩妍點點頭,看向陳舟:“陳舟,我知道妳,燕大新壹代天才數學家,證明了冰雹猜想。”
陳舟笑了笑:“學姐過獎了。”
潘詩妍不置可否,轉而說道:“走吧,帶妳們看看。”
聞言,陳舟和沈靖兩人便跟了上去。
潘詩妍的話並不多,壹路上只是簡單的介紹了各種儀器設備,以及這次課題的實驗內容。
除此之外,倒沒多說壹句話。
陳舟和沈靖對視壹眼,都覺得這位學姐頗為高冷。
而陳舟和沈靖也就默默的在後邊跟著,不敢多說話。
走了好壹會,直到來到單晶金剛石制備的實驗區時,潘詩妍才出聲問道:“半導體材料和器件的技術革新速度壹直遵循著摩爾定律,為信息工業的發展做著貢獻。”
“隨著半導體行業的不斷發展,越來越多的半導體材料被應用於電子器件中。那妳們知道,我們這次課題,為什麽要采用金剛石嗎?”
陳舟和沈靖再次對視壹眼,沈靖給陳舟遞了個眼神,交給妳了,我不懂這些……
而陳舟只覺得納悶,怎麽這師徒兩人,都喜歡問人問題呢?
偏偏還都是這麽簡單的問題,要問也問點有難度的呀?
想是這樣想,陳舟肯定不會說出來,萬壹這高冷學姐……
收回思緒,陳舟輕聲說道:“普通半導體材料受到自身性能的約束,在高溫條件下的應用會受到極大的限制。”
“而金剛石半導體器件具有高載流子遷移率、高熱導率和低介電常數等優異的電學性質,能夠在高頻、大功率和高溫高壓等十分惡劣的環境中運行。”
“金剛石通過摻雜可呈現n型導電和p型導電,性能會遠超砷化鎵、氮化鎵和碳化矽等材料,是目前最有希望的寬禁帶高溫半導體材料。”
潘詩妍略顯意外的看了陳舟壹眼,沒想到這人知道的還不少。
“沒錯。但不光如此,”潘詩妍補充道,“由於金剛石帶隙很寬,在半導體領域中,既能作為有源器件材料,像場效應管和功率開關,也能作為像肖特基二極管這樣的無源器件材料。”
頓了頓,她看著陳舟又問道:“妳剛才說金剛石是壹種寬禁帶高溫半導體材料,怎麽看出來的?”
陳舟看了潘詩妍壹眼,想了想,既然妳打開了話題,那我就不客氣了。
陳舟便說道:“金剛石的帶隙寬度是5.5eV,它的高載流子遷移率在4500cm2/(V·s),空穴為3800cm2/(V·s),高熱導率在22W/(cm·K),高擊穿電場在10MV/cm。”
“而其電子載流子飽和速率在1.5×10^7到2.7×10^7cm/s之間,空穴載流子飽和速率在0.85×10^7到1.2×10^7cm/s之間,低介電常數是5.7。”
“基於這些優異的性能參數,金剛石被認為是制備下壹代高功率、高頻、高溫及低功損耗率電子器件最有希望的材料。”
說完這些,陳舟停頓了壹下,又繼續說道:“雖然金剛石的儲量非常稀少,但是上世紀50年代,人們便已經用石墨合成了人造金剛石。”
“而且人造金剛石和天然金剛石的結構相同、性能相近,也就很好的解決了金剛石來源的問題。”
“此外,上世紀80年代,通過建立熱絲化學氣相沈積裝置,也就是HFCVD法,已經能夠在非金剛石襯底上制備金剛石薄膜。到了90年代中期,金剛石膜沈積理論已經相對完善了。”
“雖然後來在20世紀末到21世紀初的時候,受到制備方法的制約,金剛石膜的研究不太順利,但隨著重復生長法、三維生長法及馬賽克法的出現,促進了大尺寸金剛石制備的發展。”
隨著陳舟的敘述的聲音,他身旁的沈靖已經目瞪口呆了。
好家夥,妳真的是我們數學專業的嗎?
不是,妳真的是我們物理和數學專業的嗎?
這怎麽化學方法都這麽熟悉?
當然,更令沈靖驚訝的是,這些內容,他怎麽沒在文獻上看到?
不管是四十三所發的課題資料,還是陳舟給他發的課題資料,都沒有……
除了沈靖外,原本正在做實驗的研究員們也是壹臉驚訝的回頭看著陳舟。
妳們不是說找的是燕大數學系的人來幫忙嗎?
我怎麽看這像是化學系的?
而問問題的潘詩妍,也同樣被陳舟這流利的敘述給驚到了。
原本想著給兩個新人上上課的她,卻沒想到被陳舟給重新上了壹遍課。
陳舟看了眾人壹眼,緩緩將目光落在實驗裝置上,輕聲說道:“妳們采用的制備金剛石薄膜的方法,應該是微波等離子體化學氣相沈積裝置,也就是MPCVD法。”