等离子体清洗实验被安排在小型材料处理实验室进行。那台机器原本用于清洁硅片表面的有机沾污,功率不大,腔体也小,勉强能放进一片四英寸的碳化硅衬底。
林海对陆晨这个“野路子”想法最初持保留态度。“等离子体清洗对去除表面吸附物和弱氧化层有效,但碳化硅衬底在进入生长炉前,已经经过严格的高温氢刻蚀,表面应该是清洁的。而且,等离子体可能会引入新的表面损伤或电荷积累。”
“我们不做任何假设。”陆晨站在机器前,看着操作手册上的参数范围,“标准流程走完了,结果卡在瓶颈。我们需要探索‘非标准’的可能性。系统…我们的理论模拟提示,界面缺陷可能不只是来自缓冲层本身,衬底表面极微量的、氢刻蚀也无法完全去除的特定态杂质,或者表面能的不均匀,可能是诱因之一。等离子体,特别是特定气体配比的等离子体,可能改变最表面几个原子层的化学状态和能量分布。”
他将系统的提示,转化为基于材料表面科学的合理推测。
“那就试试看。”林海被说服了,技术人员的探索欲被点燃,“我们选氩氢混合气体,比例可以调,偏压和功率也作为变量。但怎么评估效果?直接上生长炉周期太长了。”
“用原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)。”陆晨早有思路,“清洗前后,测表面粗糙度和化学成分变化。更关键的是,我们可以尝试在清洗后的衬底上,先沉积一层极薄的、几个纳米厚的石墨烯缓冲层,然后用高分辨透射电镜(HRTEM)看初始成核界面的情况。如果等离子体处理真的改善了界面,应该在最初的成核阶段就能观察到差异。”
这是一个巧妙的设计,将漫长的晶体生长评估,前置到最初的界面形成时刻来观察,大幅缩短实验周期。
实验立即启动。他们准备了六片来自同一批次、经过标准氢刻蚀的碳化硅衬底,分为三组:一组作为对照,一组进行常规氩等离子体清洗,一组进行氩氢混合等离子体清洗,并细分为不同参数。
AFM和XPS的结果首先出来。常规氩等离子体处理后,表面粗糙度略有增加,显示了一定的物理溅射效应。而特定比例的氩氢混合等离子体处理后,表面氧含量检测值进一步降低,同时碳化硅表面的碳硅比出现了微妙的、趋向化学计量比的变化。
“氢自由基可能还原了表面极微量的氧化硅,并钝化了一些悬空键。”张明远在查看数据后分析,“这个表面状态,理论上可能更有利于石墨烯的平整外延。”
关键的HRTEM样品制备需要时间。但初步的表面分析结果,已经给了团队一丝微光——这条路,或许真的值得深挖。
协议转换网关的开发,成了软件工程师小陈的“高光时刻”。这个入职不到两年的年轻人,凭着对硬件通信的痴迷和一股不服输的劲头,泡在实验室里三天,几乎没怎么合眼。
林海给他配了两个助手,主要负责硬件搭建和测试。小陈则埋头钻研两份厚厚的通信协议文档,一行行代码在屏幕上流淌。
“核心难点是实时性和稳定性。”小陈眼睛里满是血丝,但精神亢奋,“两边协议的数据帧结构、校验方式、错误重传机制都不一样。我设计了一个双缓冲区和优先队列机制,保证关键控制指令的延迟不超过1毫秒,数据反馈的完整性要达到100%。”
第四天下午,第一版固件烧录进网关板卡,连接模拟测试平台。示波器上,代表数据流的波形稳定闪烁,错误计数器始终为零。小陈编写了一个简单的测试脚本,模拟炉体控制器的指令发送和模块的数据回传,循环运行了上万次,没有一次丢包或错序。
“基本通路通了!”小陈长舒一口气,“接下来要做极限测试,模拟各种干扰和异常情况,比如电源波动、信号线串扰、数据突发,看网关会不会死机或传递错误数据。”
“好!按最严苛的工业四级标准设计测试用例。”林海拍板,“网关不仅要能用,还要在恶劣环境下可靠地用。这是碳化硅产线的‘神经枢纽’,不能有半点含糊。”
小陈用力点头,转身又投入了下一轮更复杂的测试代码编写中。在这个以硬科技为核心的团队里,一次关键的技术突破,往往就能让一个年轻人迅速崭露头角,承担起更重的责任。
沈南星对“宸星科技”的调查,触碰到了一层更坚硬的壁垒,但也意外地折射出一道缝隙。
她动用了一个在海外咨询公司工作的同学关系,尝试从国际专利数据库和学术论文引用网络中寻找“宸星”的蛛丝马迹。反馈回来的信息耐人寻味:没有以“宸星科技”直接署名的任何公开专利或论文。但是,在过去三年里,国际上有三篇关于“超柔性金属网格/高分子复合电极”的顶尖期刊论文,其核心思路和部分关键性能数据,与国内那两家检测机构提到的匿名测试样品特征,存在“高度的概念相似性”。这三篇论文的作者来自美国、瑞士和日本的不同研究机构,彼此看似没有直接关联。
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