学霸从改变开始 第170章

他便直接说道：“前面进行了9组实验，这是第10组。可能吴博士是打算一次性把实验数据给你们吧。”

陈舟想了想，笑着说道：“可能吧，要是数据拿到手，那我和沈靖学长就要更忙咯。”

彭飞笑了笑，却没有说话。

第二百四十八章 你终于学会看文献了

早上9点，四十三所的实验室。

金刚石p型掺杂和n型掺杂实验正式开始。

陈舟和沈靖旁观学习。

在两人旁边站着的就是吴博士。

吴博士自然不可能亲自上手，整个第10组的实验是由彭飞和潘诗妍负责的。

彭飞负责n型掺杂的实验，潘诗妍负责p型掺杂的实验。

看了身边的陈舟一眼，吴博士轻声问道：“关于薄膜制备工艺的事？有头绪了？”

陈舟先点了点头，但随即又摇了摇头：“只是单纯的有想法。”

吴博士微微一愣，旋即说道：“这是好事啊，才一天就已经有头绪了，看来我们真应该早点跟燕大要人的。”

听到吴博士的话，陈舟不好意思的笑了笑，却也没解释什么。

但其他人却不那么想，潘诗妍就有点吃味的看了自己的导师一眼。

而胡恒生这位金刚石薄膜制备工艺的负责人，更是用一种意味深长的眼神看了看吴博士和陈舟。

陈舟想起早晨吃饭时彭飞所说的话，便问道：“吴博士，我听彭工说，这是第10组实验了？”

吴博士自然知道陈舟问的是什么，她解释道：“确实是第10组了，今天实验结束，我就把全部实验数据拷给你们。考虑到你们也是第一次接触半导体材料的研究课题，所以我把数据进行了预处理。”

“谢谢吴博士。”陈舟这就不奇怪了，吴博士的考虑很周全。

此刻，实验正在两人的谈话间稳步进行。

对于金刚石的p型掺杂，四十三所采用的是目前比较流行的硼元素进行掺杂。

p型掺杂半导体金刚石单晶是制备高温、大功率半导体元器件的首选材料。

在电子、核能和航空航天等领域具有广阔的应用前景。

说起来，掺硼金刚石也被应用于二极管的制备。

在性能上，是优于普通二极管的。

远的不说，陈舟参与的粒子加速器实验所使用的的二极管，就有掺硼金刚石制备的。

一瞬间，陈舟想明白了一句话。

隐藏任务里的那句“特别注意”。

【特别注意：你已经触及了多学科交叉任务，请善于思考和总结！】

“难道这才是多学科交叉的含义吗？”陈舟暗暗琢磨着这句话。

两个实验课题唯一有联系的地方就是二极管。

眼前的金刚石掺杂实验，就是为了更好的改善性能，制备良好的半导体材料和器件。

而粒子加速器实验，更是通过更换二极管去研究强脉冲高功率粒子束的原理。

二极管是重中之重。

想通这一点，陈舟的眼神瞬间明亮了起来。

他隐隐有一个猜测，那就是以后的多学科交叉任务，搞不好会将他遇到的每一个课题交叉联合起来。

最终导向一个……

“未来？”

不知怎的，陈舟的脑海里就蹦出了这个词。

他也一下子就被这个词抓住了。

想想金刚石半导体材料的隐藏任务，叫“决定未来的变革”。

再结合粒子加速器实验的任务，叫“实验是挖掘未知的重要手段”。

再加上两个任务的描述，可不就指向未来吗？

“难道……”

陈舟的心中又多了一层猜测。

陈舟微微摇头，收回思绪，不再多想。

这种虚无缥缈的猜测，其实意义不大。

因为未来这种东西，永远是掌握在现在手中的。

只有现在的他做出了什么决定，这个决定才会影响未来的什么。

就比如说，陈舟选择复读，选择就意味着改变，而这个改变就直接影响到了现在的他。

如果不是复读，他并不会在燕大，也不会在四十三所。

同样的，现在的他在四十三所，所做的课题，也很有可能会影响未来的某一件事。

所以，陈舟现在多想无益，做好现在就行了。

“……金刚石是Ⅳ族元素，它的晶体结构可以看作是由两个面心立方结构沿体对角线平移1/4套构成的。”吴博士耐心的给沈靖讲解着。

沈靖点点头，思索着说道：“金刚石的点阵常数好像是0.3567nm，C—C键键长是0.154nm，键角是109°28′。其中的碳原子，是以sp3杂化轨道与临近的4个碳原子以共价键结合，才形成的正四面体结构。”

“对，正因如此，我们才可以通过向金刚石中掺入适当的元素，实现p型和n型掺杂，从而提高电学性能，使其可以作为半导体材料广泛用于电学器件中。”吴博士露出赞赏的目光，看向沈靖。

她没想到，除了陈舟，这个叫沈靖的，好像也不错嘛。

这样愿意为课题付出时间，去了解课题的人，才能真正把课题做好。

陈舟看着眼前的两人，不由得笑了笑。

这位学长，昨晚回去后，没少下功夫嘛。

“那个，吴博士，我看文献上说，含有杂质的天然金刚石一般呈现p型导电特性？”沈靖看到了吴博士眼中的鼓励，这昨晚看的文献，瞬间就派上了用场。

“是的，含有杂质的天然金刚石会呈现p型导电特性，但是不存在n型导电的天然金刚石。因为天然金刚石的缺陷会补偿载流子，使掺入的杂质元素得不到有效激活。这也是导致金刚石的n型掺杂十分困难的原因。”

吴博士说着指了指眼前的实验装置，是另外一台MPCVD法沉积装置，继续说道：“在所有体杂质中，目前公认的有效p型杂质为硼，n型杂质为磷，掺杂的实验方法也就是制备金刚石薄膜的微波等离子体CVD技术，也就是MPCVD法。”

听到吴博士的话，沈靖这才恍然大悟，他就说怎么眼前做实验的这玩意，和昨天看到的制备金刚石薄膜的实验装置是一样的呢？

敢情这两个是差不多的一套装备。

想到这，他又想到了陈舟揽下的课题，难道这家伙是冲着掺杂实验来的？

陈舟奇怪的看着突然看向自己的沈靖，一时没搞懂他是什么意思。

沈靖却还冲他眨了眨眼，模样似乎在说，原来你早就知道这两个工艺是一样的，其实你提出改进制备工艺，就是为了改进掺杂实验做准备的……

当然，陈舟还是没理解沈靖的意思。

如果理解了的话，陈舟大概会说一句：“学长，你终于学会看文献了呀！！！”

第二百四十九章 两手抓，两手都要硬

沈靖又转过头去和吴博士小声交流着。

陈舟却把注意力转移到了实验装置上。

刚才，吴博士的话提醒了他。

在金刚石掺杂实验中，载流子浓度，会影响霍尔迁移率。

而霍尔迁移率便直接反应着金刚石中硼元素的掺杂程度。

此外，硼元素的掺杂，是通过向MPCVD法制备金刚石薄膜的反应室中加入硼源来实现金刚石的硼掺杂的。

硼源的话，一般会采用含硼的气体，像B2H6和B（CH3）3。

当硼的掺杂浓度较高时，制备的金刚石掺杂是包含了许多点缺陷、线缺陷和面缺陷的。

这些缺陷会捕获载流子，影响金刚石材料的霍尔迁移率，进而影响制备的硼掺杂金刚石。

“果然，无论是金刚石薄膜本身的制备，还是掺杂实验下的单晶金刚石的制备，都是矛盾的实验……”陈舟心里想到。

想了想，陈舟跟吴博士说了一声，便去n型掺杂实验那边了。

正如吴博士所说，n型掺杂比p型掺杂要难得多。

对于p型掺杂，还能参考这自然界的样本。

但是n型掺杂，只能不断摸索。

说起来，n型掺杂的磷元素，就是从氮元素、硫元素、锂元素这些，一步步摸索过来的。

磷的共价键半径是碳的1.4倍，能级位于导带底以下0.58MeV。

因为这些性质，磷在金刚石薄膜中可以形成浅能级，所以是实现金刚石n型掺杂的理想元素。

但是，n型磷掺杂金刚石的载流子迁移率仍然是远低于p型硼掺杂。

陈舟找到了彭飞，轻声问道：“实验进行的怎么样？”

彭飞指了指正在进行中的实验装置：“还行吧，和前几次没多大差别。”

顿了顿，他看着陈舟，笑着说道：“就看你们处理数据的结果了。”

闻言，陈舟笑了笑：“我们尽力。”

彭飞又说道：“有什么需要帮忙的，尽管说。”

陈舟点点头：“放心，我不会客气的。”

说完，两人相视一笑。

相比于其他人，这个一开始便被安排去高铁站接他们的彭飞，给陈舟的感觉要舒适很多。

想了想，陈舟问道：“现在金刚石中磷的掺杂浓度是多少？”

彭飞倒没直接回答，而是说道：“因为磷的掺杂浓度直接影响载流子迁移率，当载流子浓度较低时，电离杂质散射影响较小，迁移率较高。”

“在2012年P博士等人通过降低（100）晶面金刚石中磷的掺杂浓度，将室温载流子迁移率提高至780cm2/（V·s）。”

“所以，我们在他们的基础上，进一步降低了磷的掺杂浓度。这10组实验磷的掺杂浓度，是在4×10^15/cm3～2×10^15/cm3区间内依次选取的。”

陈舟点了点头，10组实验互为对照。

陈舟又想起来一件事，便问道：“明天的共掺杂实验，也是你这边进行的吧？”

彭飞回道：“没错。共掺杂的实验，其实也是n型掺杂。只不过，不管是我们采用的MPCVD法在生长过程中掺杂，还是采用离子注入的方法，用单一元素去实现金刚石的n型掺杂，依然很难。”

“但是通过将两种或两种以上的元素掺入金刚石，去实现金刚石的n型导电，就容易多了。”

顿了顿，彭飞继续说道：“在单一元素n型掺杂中，氮元素和硫元素都不是适合的选项。但是在共掺杂中，硼和氮的共掺，硼和硫的共掺，还有磷和氮的共掺，却都可以实现金刚石的导电性。”

听完彭飞的话，陈舟转而问道：“这个课题主要是对金刚石和金刚石半导体材料制备的研究，那对于性质的研究呢？”

彭飞指了指远处的吴博士，说道：“吴博士的另一个课题组负责研究金刚石半导体材料的性质和应用。”

说完，彭飞看了一眼陈舟，轻声笑道：“怎么？金刚石半导体材料的性质应用感兴趣？”

“有些兴趣。”陈舟倒也没否认，转而把粒子加速器实验二极管的事，跟彭飞说了一下。

彭飞听完，吃惊的看着陈舟：“没想到你都已经参与这样的物理课题了？”

陈舟回道：“这是物院杨院长的课题，我就负责数据处理的部分。”

陈舟虽然说得简单，但是彭飞却听出了不一样的意思。

核物理的研究，可以归于高能物理方面，在华国，基本上是国家重点实验室的课题项目。

陈舟现在就已经参与到这样的课题项目中，不得不说，很厉害了。

彭飞想了想，才说道：“你如果感兴趣的话，可以跟吴博士说一下，在这个课题解决后，再加入下一个课题。而且，华科集团三十八所，目前在进行稀磁半导体的研究，这个东西在核物理上的应用也挺广。”

陈舟轻声说道：“还是算了吧，下个月去米国的学术报告，我都还没准备呢。”

彭飞笑了笑：“对哦，差点忘了你是搞数学的。说起来，这可是国际性的学术交流会议，羡慕哦……”