天才学霸？我只是天生爱学习 第247节

　　陈辉知道，这次他们要制备的是氧化镓，根据模型跑出来的结果，这种氧化物具有更宽的禁带特性，更高的临界击穿场强。

　　这也是这个模型的强大之处。

　　只需要输入目标分数陈类，生成器就能输出想要的材料结构。

　　以往的材料学研究都是凭借经验和运气，进行成千上万次的实验才能最终获得成功，或者永远不会成功。

　　但现在，他们只需要根据输出的材料结构合成材料即可。

　　当然，目前来看，这个模型有一定作用，但精度也有限。

　　“这次应该能有不小的提升！”

　　鄂维南喃喃自语，在这次修正模型时，他就已经有种冥冥中的预感。

　　当然，之前每一次修正之后，他也都是这么说的。

　　炉管内，氩氧混合气体在高温下湍流、扩散。

　　石英舟中，那颗银灰色的镓珠早已完全熔化，在高温下表面张力使其形成完美的球冠。

　　当第一个高活性的氧分子撞击到液态镓表面时，镓原子与氧原子结合，在熔体表面形成极其微小的氧化镓晶核，随着氧气持续、稳定地供应，晶核沿着特定的晶面方向生长、蔓延。

　　这个过程需要极其缓慢——时间以小时计，杨驰不时查看连接在炉管出口的残余气体分析仪屏幕，确保没有异常的副产物峰出现，反应始终在理想路径上进行。

　　三个小时后，炉温开始按照预设程序缓慢下降，氧气供应早已停止，炉管内重新被纯氩气充满，温度降至安全范围，石英舟被自动传输回手套箱的冷却腔。

　　当杨驰最终在手套箱的惰性氛围中取出石英舟时，眼前的景象已截然不同。

　　那颗液态的银珠消失了，取而代之的是一块约几毫米见方、厚度均匀的薄片，它的颜色是独特的浅黄褐色，边缘近乎半透明，对着手套箱内的灯光，能隐约看到内部致密的、略带玻璃光泽的质地。

　　薄片表面光滑如镜，没有气泡或裂纹，这是精确控制反应速率和气温的成果，虽然是物理专业，但杨驰已经进行过数百上千次的材料制备实验，他的手艺相当不错。

　　杨驰用镊子极其小心地夹起这片尚有余温的“晶片”，将它放入另一个充满氩气的特制样品盒中，这不过只是个开始而已，接下来，这块晶片将被送往旁边的检测室，接受经受X射线衍射的晶体结构审视、霍尔效应测试对其载流子浓度和迁移率的拷问、原子力显微镜对其表面粗糙度的扫描……

　　大家稍微松了口气，这次材料制备相当成功，但他们对于制备出来的材料，却并没有抱有太大的期待。

　　这样的场景，已经重复了十二次。

　　“氧化镓的晶格常数是103.8！”

　　一道惊呼打破了实验室中的沉闷气氛，这道惊呼来自一直盯着仪器屏幕的邓婷。

　　只是在第一道检测中，通过X射线检测晶体结构时，氧化镓就表现出了远超正常水平的特异。

　　通常来说，能带宽度与相邻原子电子云叠加值J成正比，晶格常数越大，J越小，能带宽度越小，则禁带宽度越大！

　　而目前工业界成熟的半导体材料硅的晶格常数是5.43，砷化镓的晶格常数是5.65，但氧化镓的晶格常数直接跳过两位数，来到了三位数，几乎是硅的20倍！

　　“不用继续检测了，直接通电测数据！”

　　肖蒙当机立断，这是最简单最快速的检测方式，只是这样可能造成样品的损坏，但她已经迫不及待的想要拿到这块薄片的参数了，反正制备方法他们已经掌握，即便是损坏，也可以再制备一片便是。

　　“我来！”

　　刚刚完成几个小时制备的杨驰顾不得疲惫，冲上前去，亲自动手实验。

　　鄂维南也是快步来到检测室旁，眼中已经有喜色涌动，氧化镓种种不同凡响的表现，似乎已经在谕示着什么了。

　　很快，在杨驰的操作下，一组组的数据被测量出来。

　　禁带宽度4.8-4.9 eV，远超当前主流半导体硅的1.1 eV、碳化硅的3.25 eV和氮化镓的3.4 eV，

　　临界击穿场强8MV/cm，是碳化硅（3 MV/cm）的2.7倍，硅（0.3 MV/cm）的27倍！

　　导通电阻理论值仅为硅的1/3000、碳化硅的1/6，在相同电压下损耗降低98%！

　　并且氧化镓可通过熔体法生长大尺寸单晶，成本将大幅度降低，且单晶生长速度更快，这绝对是一种极其优秀的新半导体材料！

　　第四代半导体材料！

　　一组组数据先后被测量出来，见证了这一刻的所有人都明白，半导体界新的王者已经出现！

　　“我们……成功了？”

　　蔻依似乎还有些不敢相信。

　　实验室中却早已经陷入一片欢腾，

　　陈辉也开心的笑了起来，他现在已经知道五月的华夏数学学会年会要汇报什么成果了。

第208章 《自然》还是《科学》

　　“我们创造了历史！”

　　鄂维南放声大笑。

　　对于实验室中其他人来说，这或许只是一次实验的成功，一次课题的胜利。

　　但身为院士，拥有更高视野的他知道，这绝对是划时代的成果，他甚至觉得，这半个多月取得的成果，比他前半生所有工作取得的成绩都要重大！

　　他知道陈辉会成功，但从来没想到，会这么快就取得如此重大的突破。

　　现在看来，他还是小瞧了陈辉那个模型的作用。

　　虽然他的专业是应用数学，但他涉猎各个领域，凝聚态物理、化学、生物……

　　他当然明白新的半导体出现意味着什么。

　　氧化镓器件支持800V及以上高压平台，采用氧化镓逆变器后，充电桩功率密度将提升3-4倍，这意味着新能源汽车充电时间将从30分钟缩短至7分钟。

　　甚至因为导通损耗仅为硅基器件的1/3000，电机控制器效率提升至98%，整车能耗降低10%，续航还能提升15%，真正做到充电五分钟，续航五百公里。

　　可以预见，油车将要正式退出历史舞台了。

　　不巧的是，西方因为在燃油发动机上拥有上百年的积累，一直以来都牢牢的占据着燃油车的优势地位，在之前的几十年里，华夏虽然努力追赶，却收效甚微，虽然拥有不少汽车工厂，虽然拥有全世界最大的汽车消费市场。

　　但卖出去的每一辆车，80%的利润都是西方人的。

　　大家都羡慕西方人的高福利，殊不知，他们能够享受那样的高福利，是因为他们躺在祖先的功劳簿里，通过技术优势，全世界吸血来达成的。

　　直到新能源车的出现，新能源车直接绕过了燃油发动机，比拼的是电池的底蕴，而这方面，西方并没有压倒性的优势，于是，凭借着碾压性的工业化能力，华夏的新能源车开始占领全球市场。

　　但新能源车一直有一个最大的痛点，那就是充电太慢，续航太短，对于一些有续航恐惧症的人来说，根本无法忍受。

　　所以即便是新能源车已经大行其道了好几年，依旧有不少人选择油车。

　　因为加油最多只需要几分钟时间，就能轻松跑个七八百公里。

　　但现在，氧化镓的发现，将彻底扭转这个局面，将再没有任何东西能够阻止新能源车席卷整个蓝星。

　　这对于在新能源车上遥遥领先的华夏来说，无疑是巨大的利好。

　　鄂维南脑海中已经满是盛世到来的场面。

　　氧化镓的作用当然远不止于此，在特高压直流输电中，采用氧化镓的换流阀损耗将降低至0.5%，每年可减少全球电网损耗超1000亿度。

　　氧化镓功率放大器在28GHz频段功率密度达8.2W/mm，比氮化镓高30%，能够使5G基站覆盖范围扩大40%，基站整机功耗下降25%，单站年省电费超1万元，完全能够支撑华夏建成300万座5G基站目标。

　　并且氧化镓制成的太赫兹器件预计能实现100Gbps无线传输速率，为6G超高速通信奠定基础！

　　氧化镓太阳能板使卫星重量减轻80%……

　　氧化镓器件使末端制导精度提升70%，抗干扰能力增强，将使反舰导弹命中率从65%提升至92%……

　　电力电子、航空航天、通信、医疗……

　　一组组的数据出现在鄂维南脑海，他不敢想象，当氧化镓完成工业化后，将会给这个世界带来多大的变化。

　　“邓婷，你负责写专利，不仅要申请国内的专利，国际主流国家的专利也都申请一遍。”

　　肖蒙恢复了些冷静，有条不紊的吩咐到，“杨驰，你再进行几组实验，验证一下材料的稳定性。”

　　“鄂老，论文您来写还是我们来写？”

　　说完，她看向鄂维南。

　　鄂维南却笑着摇摇头，看向陈辉。

　　“模型已经发过论文了，还能再发？”

　　陈辉不明所以，他这篇论文现在还挂在数学年刊上呢。

　　鄂维南和肖蒙对视一眼，他们知道，陈辉大概还没明白这次的成果到底有多重大，也不明白物理和化学论文的玩法。

　　“氧化镓这种材料的发现就足以发一篇顶刊了。”

　　鄂维南笑着说道，“论文我来写吧，一作是你没跑了，舒尔茨恐怕得给个二作，我和肖教授的团队就并列三作吧。”

　　鄂维南对荣誉并不是那么在乎，他现在已经是院士，也已经拿过国家自然科学奖，在国内，荣誉已经达到顶级，有没有这篇论文，并不能给他带来太多的好处，但他的团队却需要这个荣誉，他不为自己，也得为自己的团队争取。

　　国际学界与华夏还是有些不同的，在华夏，更看重的是一作，但在国际学界，二作三作同样是有含金量的，只有贡献度不同的区别。

　　“你现在应该考虑的是，这篇论文是发《自然》还是《科学》！”

　　……

　　德国，马普学会化学研究所，

　　舒尔茨和埃雷梅茨站在实验室中，看着前方正在进行的一项项检测，

　　心情已经沉入谷底，

　　根据模型跑出来的新样品，甚至都没法产生超导特性，

　　“我觉得我们或许可以结束这场没有结果的闹剧了。”