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幾個棘手的問題

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許青舟正在家裡搞著模型擼著貓,卡森的電話就打過來了。

7號那天,新的一組樣品效能直線下降,卡森不信邪,於是連續做了6組樣品,最終得出結果:行不通。

6組實驗,24份樣品全部報廢。

許青舟開車到實驗室,準備現場看看,剛把腿邁進實驗室,卡森就匯報情況。

“24份樣品中,只有D04在磁場強度10T時,Jc能達到1×10 A/cm,臨界電流密度的磁場依賴性不足,機械穩定性與耐久性同樣難以到理論水平。”

“也就是說,我們最好的成果依舊停留在8天前,一旦按照計劃調整ALD前驅體脈衝比例,效能非但沒有向商業級進攻,反而掉了許多,各種問題接踵而至。”

許青舟盯著電腦裡邊的資料,隨後又拿起一側紙質的X射線衍射圖和透射電鏡(TEM)顯示圖。

【製備批次1

Tc (K)——18.2± 0.8——波動超標.】

彎曲迴圈(10次, r=1 mm)過後,薄膜出現開裂現象。

“而且,臨界溫度的工藝敏感性同樣過高.問題一大堆。”

許青舟眯著眼,筆尖輕點,大腦飛速運轉。

通俗點講,就宛如在吹一個氣球,許青舟的模型顯示,或者理論上講,還能往氣球裡邊繼續注入空氣,可現在的情況是,氣球提前達到了最大的膨脹閾值。

稍微注入空氣就“砰”地炸了。

最容易搞定的就是工藝敏感性問題,調整前驅體動態反饋控制系統,檢測前驅體脈衝比例波動就行。

磁場依賴性不足和和機械穩定性問題,才是需要啃下來的硬骨頭。

因為晶界弱連線效應顯著.這部分內容似乎無解。

卡森把椅子拉過來,坐在許青舟的一側,汩汩地灌了幾口水,說:“以資料來看,根據以前的引數,工業級超導薄膜就是我們的極限。”

“不,這並不是我們的極限。”

作為天天泡實驗室的人,許青舟對於這種實驗不理想的情況司空見慣,此刻毫無波瀾。

他視線落到樣品的結構圖上,機械穩定性與耐久性不足.

也許能從石墨烯的效能入手。

石墨烯和NbSn介面結合能低,小於1 J/m,導致抗應力和輻照能力弱。

許青舟思索片刻,就直接說道:“卡森先生,關於機械穩定性與耐久性不足,你說我們設計一個過渡層怎麼樣?”

介面的梯度設計,他以前在實驗中經常用到的一種辦法。

這就是經驗的重要性,甚至能說,積累經驗比實驗本身更重要。

“過渡層?”卡森愣了愣。

“沒錯。”

許青舟轉動手裡的簽字筆,進一步解釋:“就像在增加的螺絲墊片,可以增大接觸面積,減小壓力,還能提供摩擦力和阻尼效果,減少因振動或外力導致的機械穩定性破壞。”

“噢,教授,超級棒的想法!”

卡森眼前一亮,覺得大有可為,但很快又遲疑道:“不過,這個‘墊片’我們要用什麼材料?”

“WS,NbC,以及NbSn,你們試試這三種材料。”

WS的層狀晶體結構與藍寶石基底存在特定晶面外延關係,NbC在高溫下化學惰性,可阻止WS與NbSn之間的元素互擴散,而NbSn是目前已知臨界溫度最高的A15超導體。這三個是目前許青舟能想到的材料。

他繼續說道:“如果這三種材料不行的話,你自己再看看其他,本質上是透過晶格匹配、熱膨脹梯度、化學穩定性和工藝相容性進行多維度最佳化。”

卡森點點頭,沒有任何意見,跟著許青舟做了幾個月實驗,他發現許青舟90%的決定都是正確的,並且能學到非常多的知識。

原來天才是這麼可怕的。

許青舟說道:“其他問題交給我。”

“好。”

卡森招唿孫思敏和馬爾斯去取材料,而他則是坐下設計該怎麼做過渡層。

安排好任務,許青舟視線落到表徵測試的資料上,機械性問題交給卡森他們了,應該沒問題,臨界電流密度的磁場依賴性不足,這才是相當麻煩的事情。

簡單來說,就是電流在超導薄膜速度降低。

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晶界處超導相干性斷裂,形成電阻性區域,高場下成為電流瓶頸,晶界就像高速公路上的老舊收費站,一系列問題,車道狹窄(晶界原子排列混亂),收費員效率低下(晶界電阻高)。車流(電流)在這裡被迫減速甚至停滯,成為整個路網的瓶頸。

想解決這個問題,就得讓超導薄膜的“交通系統”從混亂無序躍遷為高效智慧網路,最終實現高磁場下電流暢通無阻,也就是Jc達標。

相當棘手,最起碼,他們現在的手段不行,需要另想辦法。

許青舟有些頭大,只能感嘆果然沒那麼容易。

想了想,他乾脆收拾東西去圖書館。

問題一大堆,就比如根據資料庫的統計,目前規模化製備的缺陷率仍然過高,廢品率大於40%。

當然,這個不著急,能再往後拖一拖,等後續樣品的效能穩定下來,再慢慢地迭代,修補缺陷。

現在如何構建流暢的交通系統才是大事。

不過,在路口處,許青舟乾脆拐了個彎,準備先去數學系蹭杯免費的咖啡喝。

辦公室還是隻有霍爾恩一個人。

“下午好。”

許青舟點了杯拿鐵,就坐下和霍爾恩聊天,才知道他們的專案進度還不錯,再有半年就可以結題。

課題的事情說完了,霍爾恩把做好的咖啡端過來,好奇地問:“虛,你有研究超對稱ζ函式嗎?”

“沒。”

許青舟搖頭,無奈地說:“物理實驗已經夠讓我頭疼的了,沒時間再研究其它內容。”

“嘖嘖,你知道嗎,數學界相當多的數學家在研究你的超對稱理論。但是,你這位提出者居然在做別的研究。”

霍爾恩一陣感慨,難怪數學界都稱許青舟和黎曼一樣,各地數學界留下了魚鉤。

明明是數學家,卻總是惦記著無關的物理。

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