“条件有限,粗茶淡饭,别嫌弃。”岳教授说。
“已经很好了。”吕辰说,“我们在火车上吃了两天干粮,看到热菜热饭眼睛都绿了。”
大家都笑起来。
吃饭时,话题自然转到正事。
“刘教授在信里大致介绍了‘星河计划’。”岳伴教授夹了一筷子土豆丝,“集成电路,微米级工艺,这在国内是开创性的。你们需要哪方面的支持?”
吕辰放下筷子,认真回答:“岳教授,我们这次来,主要是想请教几个关键问题。”
“第一,材料微观机理。我们计划使用高纯度单晶硅作为基材,但提纯工艺还在摸索中。想了解金属离子在硅晶格中的扩散行为,杂质如何影响电学性能。”
“第二,器件设计。晶体管尺寸缩小到微米级后,会出现哪些新的物理效应?如何建模和预测?”
“第三,可靠性。芯片要在各种环境下长期稳定工作,如何评估和提升其可靠性?”
岳伴教授听得很仔细,等吕辰说完,他沉思片刻,缓缓开口:
“第一个问题,我们有些研究可能对你们有用。”
他顿了顿,看向陈助教:“志远,你来说说放射性同位素示踪的工作。”
陈助教推了推眼镜:“我们实验室最近在做一个项目,用放射性同位素示踪技术,研究金属离子在半导体材料中的扩散。”
他详细解释了实验方法,将含有放射性同位素的金属离子注入硅片,然后在不同温度下退火,用探测器跟踪离子在晶格中的移动路径和分布。
“精度可以达到纳米级。”陈助教说,“相当于给扩散过程装了个‘显微镜’,能看清每一个离子是怎么走的。”
吕辰眼睛一亮:“这太好了!我们最头疼的就是不知道杂质具体怎么分布的。如果能用这种方法,优化提纯工艺就有依据了。”
“但有个问题,”陈助教有些为难,“放射性同位素来源有限,实验成本很高,我们也是因为承担了某些保密任务,才分配到一些。”
“这个我们可以想办法。”吕辰立即说,“‘星河计划’是国家级项目,可以向科委申请特殊物资调配。”
岳伴教授点点头:“如果你们需要,我们可以提供技术方案和人员培训。”
“太感谢了!”吴国华激动地说,“这解决了一个大难题。”
“第二个问题,”岳伴教授继续说,“微米级器件的物理效应。这个我们理论物理系最近在做一些基础研究。”
他谈起量子隧穿效应、热电子效应、短沟道效应……
这些名词对钱兰和吴国华来说有些陌生,但吕辰听得明白,这些都是未来芯片工艺缩小到纳米级时会遇到的瓶颈,没想到年的兰州大学已经在研究这些前沿问题。
“我们条件有限,主要是理论计算和模拟。”岳伴教授实事求是,“实验验证需要更精密的设备,暂时做不到。”
“有理论指导就很宝贵了。”吕辰说,“我们可以根据你们的理论预测,设计实验方案,避免走弯路。”
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“第三个问题,可靠性。”岳伴教授顿了顿,“这个,我们可能有个独特的研究方向。”
他看向吕辰,目光深邃:“你们考虑过辐照效应吗?”
“辐照?”
“用粒子辐照模拟空间环境或长期使用对芯片的损伤。”岳伴教授解释,“我们实验室有钴-o源,可以产生伽马射线;还有一台小型质子加器,虽然能量不高,但能模拟太空中的带电粒子环境。”
吕辰瞬间明白了这个思路的价值。
未来,芯片不仅要用于地面设备,还要用于卫星、航天器。
太空环境充满高能粒子和宇宙射线,对电子器件是严峻考验。
如果能在地面提前模拟测试,筛选出抗辐照能力强的设计和工艺,将极大提升航天级芯片的可靠性。
而且,即使对于地面应用,辐照测试也能加老化实验,用几个月的辐照模拟几年的使用损伤,快评估芯片的寿命。
“这个思路太有价值了!”钱兰也反应过来,“我们可以设计专门的测试芯片,用你们的辐照设备做验证,然后反馈改进设计和工艺。”
“但还是要说,条件有限。”岳伴教授依然保持严谨,“我们的设备只能做初步筛选。真正严格的航天级测试,需要更高能量的加器和更全面的环境模拟设备。”
“没关系,有初步筛选就很好了。”吕辰说,“我们可以建立合作关系,你们提供测试服务和技术指导,我们提供样品和研究经费。”
岳伴教授终于露出了笑容:“这个提议好,我们有很多想法,但苦于没有实际样品和应用场景。你们带来实际需求,我们提供理论和技术支持,这是双赢。”
晚餐在热烈的讨论中持续到八点多,菜凉了又热,热了又凉,但没人介意,思想的碰撞带来的满足感,远胜过食物。
最后,岳伴教授说:“明天我带你们参观实验室,详细看示踪实验和辐照设备。下午,我们开个小型研讨会,材料、化学、大气物理几个系的老师都来,大家集思广益。”
“太好了。”吕辰起身,“岳教授,谢谢您的支持。”
“别客气。”岳伴教授也站起来,“你们在做一件了不起的事。我们这些在西北搞基础研究的,最希望看到自己的成果能真正用上,能对国家建设有帮助。”
握手告别时,吕辰感到岳教授的手很温暖,很有力。
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