第八百七十九章 S級項目

超高分辨率場發射掃描電子顯微鏡對月巖的檢測結果已經繪制成數據表和圖片。

連接上彩色打印機和圖像打印設備，負責進行實驗的王杭迅速將相關的數據圖表打印了出來。

“徐院士，趙所，場發射掃描電子顯微鏡的分析結果已經出來了。”

從對方手中接過實驗數據，徐川迅速翻閱了起來。

相對比常規的掃描電子顯微鏡來說，超高分辨率的場發射掃描電子顯微鏡雖然耗費的時間要長很多。

但是它能看到的東西也會多很多。

尤其是星海研究院中的設備都是采用最新數字化圖像處理技術，提供高倍數、高分辨掃描圖像的最新一級的設備，價值不菲的同時也能帶來更多對材料本身的觀測。

對瑤池環形山月巖的掃描，從大體上來說，和普通的電子顯微鏡觀測到的情況差不多太多。

但細節方面卻是天差地別。

比如在普通的掃描電鏡的SED圖中可以直觀顯示碳納米管的粗細，以及碳納米管之間的交織狀態。

但是在場發射掃描電子顯微鏡STEM圖中，可以看到隱藏在3D結構中的小顆粒結構。

這些顆粒結構在傳統掃描電子顯微鏡的實驗中是無法看到的。

此外，場發射掃描電子顯微鏡還有獨特的明場像BF，暗場像DF，以及高角度環形暗場像HAADF模式等等。

這些圖像具有不同的成像優勢，可以根據樣品情況搭配使用，成像結果進行互相驗證。

而在這塊瑤池環形山月巖的高角度環形暗場像HAADF上，徐川就發現了一些特別的地方。

“有點意思，HAADF成像上這些碳納米管的二次電子的軌跡和強度對比明暗場成像有著明顯光暗區別。”

嘴里念叨了一句，他的目光落在了手中一張圖紙上，眼神中帶著些許思忖的光彩。

放到了1000000X倍的圖像上，規則整齊的碳納米管道呈現出來的光亮度有著明顯的區別。

HAADF成像上的能量反應和成分襯度、形貌襯度這些數據都有一些明顯的變化。

一旁，趙光貴微蹙著眉頭，開口道：“這不應該，HAADF成像與BF、DF成像理論上來說不會出現如此大襯度和能量反應差。”

雖然說三種成像方式各有差別，形成的圖像也會有著差別，但能量和襯度會差距這么大的，很罕見。

徐川笑了笑，道：“沒什么不可能的，如果說這些碳納米管道與底層襯底形成了摻雜，產生了類似于集成芯片中半導體門的結構，這些差異是可以說得通的。”

聞言，趙光貴一臉驚詫的看了過來，忍不住詢問道：“您是說這些試樣表面若存在電位分布的差異，比如類似半導體的PN結、加偏壓的集成電路等機構，其局部電位的差異影響到了二次電子的軌跡和強度。”

徐川點了點頭，道：“嗯，目前來說這個猜測最有可能解釋這種能量與襯度差距。”

“嘶”

趙光貴倒吸了口涼氣，驚訝的說道：“如果是這樣，這極有可能是一塊天然的碳納米管集成板？”

盯著手中的實驗數據報告文件，徐川思忖著開口道：“不否認這種可能性，不過它是天然碳納米管集成電路板的可能性在我看來還是很低的。”

“嗯？”

聞言，趙光貴和實驗室中的其他兩名研究員都投來了詫異疑惑的目光。

按照HAADF成像上的數據來看，這是非常明顯的電位襯度差距，而一般來說這種差異通常只會出現在半導體上。

因為半導體具有局部電位差，在正電位區域，二次電子好像被拉住不易逸出，因此在這些區域，二次電子產額較少，圖像上顯得較暗；

相反，在負電位區域，二次電子易被推出，產額較高，在圖像上顯得較亮，這就是電位襯度。

一般來說，剖析其他國家的半導體設備，比如芯片，就是通過電位襯度來研究的。

（這是一枚芯片電鏡結構圖，可以清楚的看到里面的區別）

看著手中的實驗報告，徐川思忖了一下，開口解釋道：“雖然說從掃描圖像上來看，在施加偏壓的時候在一定程度上具備了半導體性質襯底。”

“但它和碳基集成管的差距還是很大的，站在材料學的角度上來推測，我個人更傾向于它是受到外力的影響，而摻雜了一些其他的材料，導致出現了電阻差異。”

“看第三張圖，就可以明顯的發現第三列的碳納米管出現了不同的分子亮度。”

微微頓了頓，他接著道：“不過這個方向可以研究一下，看看它被摻雜元素是什么，借鑒一下還是很不錯的。”

趙光貴的眼眸動了動，盯著手里的實驗數據開口道：“你是說碳半導體的摻雜研究？”

徐川點了點頭，嘴角帶著笑意道：“嗯，碳和硅性質雖然類似但還是有很大的區別的。”

“碳是導體，硅本身就是半導體，所以要完美的對其進行摻雜，將其轉變成穩定的碳半導體也是一件很困難的工作。”

“但現在，月球給我們指明了一個方向。”

“這份材料中的碳納米管雖然并不是碳晶體管集成，但卻帶著其他元素的摻雜。”

“檢測一下參與進這些碳納米管中的元素到底是什么，然后通過高純度的碳材料復刻一下，看看各方面的性能如何。”

“或許它還能幫助我們解決碳基芯片的另一個難題也說不定。”

趙光貴點點頭，道：“我這就安排人做這方面的實驗！”

從天然的材料或者說大自然中的生物上獲取到研究思路和靈感并不是一件很稀缺的事情。

比如壁虎與機械手爪、鯊魚皮與船舶涂層，泳衣、楓樹種子與無人機等等。

而眼前的這塊月巖，同樣可以給他們一些很不錯的啟發。

首先是整齊緊密有序排列的碳納米管，這是最重要的發現。

對于他們研究碳基芯片如何高效的集成碳晶體管有著極高的價值。

其次則是現在通過場發射掃描電子顯微鏡發現的微觀結構了。

這些存在于月巖中的碳納米管，具備明顯的摻雜現象。可能是外部溫度、壓力等條件變化而導致的。

這對于他們研究碳納米管如何制造出性能優秀的半導體開關同樣重要。

事實上，碳基芯片的難題并不僅僅只有碳基管道的排列。

盡管它是最難的部分，但并不意味著就沒有其他的難題了。

比如碳是導體，具有導電性，無論是純碳還是不純的碳都能導電。

而控制納米碳材料無缺陷結構、轉變成半導體，以及控制半導體純度，這些同樣就成為了極高的難題。

準確的來說，碳在半導體的應用難度上，要比硅更大，缺點更多。

事實上，不得不說的是硅材料是人類目前在芯片領域能找到的最好，或者說最合適的材料。

碳的整體性能與適配性，以目前的科技來說，在芯片方面遠遠比不上硅材料。

英特爾、應用材料、蘭姆研究所、東晶電子.等頂尖的半導體公司培養的人才并不是蠢貨。

不夸張的說，絕大部分的時候，無論是學術界也好，還是各大研究所也好，無論是拍腦袋想出來的點子、還是靈光一閃出現的思路，這些公司其實早在二三十年前就預研過了。

然后會因為這種想法，或這個材料某個無法彌補的缺陷，亦或者過高的研究難度而果斷的放棄了。

對于芯片這種東西來說，其他性能說的再天花亂墜，一個關鍵指標不行就直接斃掉了。

比如鍺，就是例子。

鍺晶體存在著自應變，易于熱漂移和冷漂移，使芯片的穩定性變差。

這一點，就足夠使得鍺在硅出現后，被工業界直接大規模的放棄了。

硅基芯片發展到現在的這個階段，是工業界幾十年以來無數次嘗試研究妥協出來的最優解。

至少是現階段科技發展中的最優解。

而在這方面，碳整體的性能和評價，的確是追不上硅的。

當然，這并不代表著碳沒有前途。

相反，碳基芯片的前景遠比硅基芯片更大。

更高的集成度、更快的運算速度，不受量子效應的影響能耗低、散熱低、高電子遷移率比硅基芯片更適合高頻和超頻運轉等等。

這些都是碳基芯片的優點。

但它的制造難度大啊。

相對比硅基芯片來說，碳基芯片的制造難度在目前的科技水平下，大的可不是一倍兩倍。

無論是碳納米管的整齊穩定排序、還是碳半導體純度的控制、亦或者是碳納米管的提純，都是極大的難題。

所以相對比之下，技術要求更低的硅基芯片，無疑是當時研發主流的選擇。

當然，另一方面路徑依賴也是個很重要的原因。

這幾十年來半導體技術，特別是集成電路制造技術都是基于硅基產品進行的。

在這期間，整個世界已經投入了，并且還正在投入無數人力和資金進行技術提升。

這種時候換賽道，除非有數十倍的優勢，否則沒人會愿意的。

而碳基芯片雖然的確更加優秀，但老實說要達到數十倍硅基芯片的優勢，并沒有。

所以碳在過去的時代中，在芯片領域屬于被拋棄的材料。

只不過這種拋棄和其他材料，如鍺晶體一類材料不同。

鍺晶體這些屬于具有缺陷的同時性能比不上硅被放棄的。

而碳晶體管則屬于研發技術難度過高而被放棄的。

實驗室中，討論完場發射掃描電子顯微鏡的測試實驗數據后，徐川帶著場發射掃描電子顯微鏡的測試實驗數據，先一步回到了自己的辦公室。

“思懿，常華祥院士現在在研究院這邊還是在下蜀基地那邊？”

經過助理間的時候，他朝著正在整理手中文件助理沈思懿詢問了一句。

“常院士現在正在下蜀航天基地那邊主持月面工程，需要我聯系他嗎？”沈思懿快速的回道。

“不用了，我給他打個電話就行。”

擺了擺手，徐川走進了辦公室里面，從辦公桌拾起了專線電話，撥給下蜀航天基地那邊。

聯系上常華祥院士后，他笑著開口道：“常院士，是我，這邊有個事需要跟你說一下。”

電話對面，常華祥頷首點頭道：“你說，我記著。”

“材料研究所這邊在針對一座叫做‘瑤池環形山’采集月巖進行研究時有重大成果發現。”

“現在我需要下蜀航天基地和月球前哨科研站安排人手，對這座環形山做一份最詳細的調查，調查相關的需求我這邊后續會讓人發給你的。”

說到這，他緊接著又補了一句：“哦，對了，這次的調查相關的項目優先級為S類。”

聽到這話，電話對面常華祥院士臉上的神色變了變，迅速回道：“好，收到資料后我這邊立刻讓人進行相關的工作。”

在星海研究院的研究中，項目的等級規劃是統一的，大致分成分別是S、A、B、C、D、F六大類。

其中F級最低，是D類普通研究項目中衍生出來的項目，能調動的資源僅限于項目本身。

如果有額外的資源則需要先上報到D類項目，再由D類項目的負責人進行申請。

而S級是最高級別的。

這種級別的項目，在有資源需求的時候，整個研究所的所有部門，需以最快的速度完成資源整合和人力安排，甚至是暫停放下一些原本的研究，將人力物力抽調出來，配合相關的工作。

能讓徐川評價為S級類別的優先級，常華祥可以想象的到，這次在月球上的發現有多么的重要。

雖然他不清楚其他三大研究所有沒有S級的項目，但航天研究所這邊，S級的項目只有兩個。

沒錯，航天研究所下蜀航天基地，如今可以說是華國最核心中堅的航天力量，但手中S級的項目只有兩個。

分別是月球前哨科研站基地的建造和月面軌道質量投射器的建造。

而月面生物圈工程、載人登火工程，甚至是以前的二代航天飛機研發這些，都沒有進入S級項目，僅僅評價為A類，可想這次發現的重要性。

毫不夸張的說，星海研究院中的每一個S級項目，都是能影響到整個國家，乃至全世界發展的。

大國院士 第八百七十九章 S級項目