第1247章 第一塊『光子時空晶體』材料
在徐川潛心研究者光子時空晶體材料結構的時候，另一邊。
星海研究院·晶體材料研究實驗室中。
以童聖福教授教授為首的一群人正圍在一台實驗設備前，臉上均帶著愁眉苦臉或凝重的神色。
就在剛纔，他們借用了浙大那邊國內最頂級的6奈米電子束光刻刀，重新對光子時空晶體材料的時空間隙進行了調整刻蝕，然而即便是如此實驗的結果，都冇有得到符合他們預期的結果。
現在看來，通過電子束光刻和離子刻蝕對光子時空晶體材料的研究可能走進了死衚衕。
盯著實驗設備自帶的電腦螢幕上的數據和圖像看了好一會，童聖福教授摘下了鼻樑上的眼鏡，揉了揉有些酸澀的鼻根，嘆了口氣，開口道。
「或許我們的研究思路可能是錯的，光子時空晶體材料可能無法通過離子蝕刻的方式完成加工。」
畢竟如果連6奈米的電子束光刻刀都無法解決時空間隙的陣列難題的話，恐怕其他類似的設備也不太可能做到了。
聽到這話，實驗室裡陷入了死一樣的沉默。
毫無疑問，這句話意味著他們這段時間的所有研究都是無用失敗的。
雖然說很不甘心麵對這一答案，但現實卻是殘酷的。
這段時間以來的所有實驗數據和測試數據都表明離子蝕刻加工的方式無法大麵積的在光子時空晶體中製備出時空間隙，引導光波的傳遞。
站在童教授的身旁，另一位晶體實驗室的材料研究員龐田教授摸著下巴開口道。
「也不一定，我倒是更傾向於我們目前的加工技術不夠，或者是選擇的材料有問題。」
聞言，實驗室中的幾人都看了過來。
思索了一下，龐天教授繼續說道：「我有留意到，在6奈米的電子束光刻刀在對超純淨的藍寶石基地進行雕刻的時候，成品不僅會出現因不穩定性而導致的陣列扭曲痕跡，還會因為高能級的電子束破壞基底材料本身的鋁離子鏈，導致原子空穴現象。」
「這有點類似於強輻射對材料破壞」
「前者雖然可以通過提升設備的穩定性來解決，但後者恐怕不是那麼容易搞定的。」
「畢竟鋁離子鏈一旦遭受破壞，必然會影響時空間隙對光波的反射能力。」
聽到這話，童聖福教授皺著眉頭開口道：「這個問題在最初的時候就考慮過了，我們使用離子蝕刻設備在對其加工的時候，能級已經控製在了最低的級別。」
「再低的話，就無法對藍寶石純淨基底材料進行雕刻了。」
一旁，龐天教授輕輕的搖了搖頭，道：「不，我覺得我們應該換種材料。」
「換什麼材料？」有人開口問道。
龐天思索了一會，開口道：「暫時我也冇太大的想法，不過或許我們可以試試金剛石？」
略微停頓了一下，他接著道：「理論上來說，超高純淨度的金剛石同樣可以用作雷射發射器核心，在光學效能上，它和藍寶石一樣具有極高的折射率和色散率，可以用於製作透鏡、反射鏡等光學元件，以提高雷射束的質量和穩定性。」
「而更關鍵的是金剛石的化學性質極為穩定，不易受到環境因素的影響。且它的成分全都是碳，即便是碳鏈之間遭遇了能級的破壞，或許並不會喪失對光波的反射能力。」
聞言，童聖福教授皺著眉頭開口道：「但金剛石很難像傳統晶體那樣實現高濃度、均勻分佈的活性離子的摻雜。」
「目前主要依賴色心發光，其效率、穩定性等效能與傳統雷射介質相比仍有較大的差距。」
龐天：「我覺得應該嘗試一下，即便是金剛石有著這樣的缺點，但至少在藍寶石上我們已經冇有其他的選擇和方法了。」
「如果不更換研究材料的話，至少我是想不到還有什麼其他的手段能夠解決這個問題了。」
實驗室中，童聖福教授想了想，正當他準備開口的時候，一道聲音卻是從門口的方向飄了過來。
走進了實驗室，看著實驗室的所有人都齊刷刷地看向了自己，徐川輕輕的笑了笑，將一塊硬碟放到了銀白色的實驗桌上，繼續說道。
「龐教授說的冇錯，的確是材料的選擇上出了問題，藍寶石基底無法承受光子時空間歇的蝕刻。」
「當然。」
「普通的金剛石也不行。」
目光落在實驗桌上的硬碟上，龐天教授愣了一下後才抬頭看向徐川，開口問道：「金剛石也不行的話，那我們該用什麼材料。」
「釔鋁石榴石晶體？還是釹玻璃？」
他所的這兩種材料都是製造固體雷射器核心部件的關鍵材料，也是最常見的係列。
聽到這個問題，徐川輕鬆了笑了笑，開口道：「都不是。」
「都不是？」
這話一出，實驗室中的眾人又齊唰唰的看了過來，臉上寫滿了疑惑。
徐川笑著道：「製造光子時空晶體的材料需要使用到原子循環技術，相信你們應該都知道。」
「隻有利用原子循環技術製備出來的材料，才能夠在離子時刻的過程中穩定自身的晶界結構，製造出合適的時空間隙。」
「至於具體該用什麼材料，龐教授提出來的碳材料理論上是可以的，隻不過我們要對金剛石的整體結構利用原子循環技術進行完全的重構。」
說到這，他的目光在實驗室四處看了一眼，找到了一麵放在角落中的黑板。
從筆簍中拾起記號筆，然後便在白板上一個字一個字地寫了起來。
「可以通過二維電子氣係統耦合電磁場後，再把費米子部分積掉來獲得。」
「而這個結果也可以理解為每一個金屬能帶都有一個本徵的電導貢獻，即量子化的電導，而這樣的物理圖像在凝聚態中也是普適的。
「相應地，可以得到一個量子化的Hall電導」
看著黑板上出現的一行行算式，站在實驗室裡的研究員們都是一頭霧水，不太明白他到底想乾什麼。
盯著黑板上的公式看了好一會也冇弄懂的龐天皺著眉頭用手肘捅了捅一旁的童聖福，小聲的開口問道。
「這是什麼？」
童聖福也有點兒摸不著頭腦，不過深入研究過計算材料學的他還是看出來了一些什麼，開口回道：
「應該是通過計算材料學來研究和如何製備能夠刻蝕時空間隙的光子晶體材料，但這裡麵又涉及到了一些其他的元素，我不太明白這些是乾什麼的。」
更關鍵的是，他不清楚徐川到底是怎麼做到的？
計算材料學理論上的確可以模擬出光子時空晶體材料的結構，但它並不是萬能的。尤其是在深入涉及到能夠改變光波傳播物理規律的時空間隙上，這可是從未有人抵達過的領域。
實驗室中，徐川手中的記號筆依舊不斷地在黑板上書寫著，很快相關的算式與對應的材料名稱就鋪滿了整麵黑板。
過了一會兒，當最後一個字元落到黑板的另一麵時，就站在徐川身後的童聖福教授終於忍不住開口詢問道。
「徐院士這是什麼？」
徐川笑了笑，用輕鬆的語氣開口回道：「從凝聚態物理的角度出發，對光子時空晶體材料中的時空間隙應該具備的屬性進行計算。再利用計算材料學來模擬計算製備這樣的材料需要使用到那些材料和方法。」
聞言，童聖福當場就愣在了那裡，盯著黑板上那幾乎鋪滿了正反兩麵的數學公式和字元，眼神中寫滿了不敢置信的神色。
儘管他並不會懷疑眼前這位的能力。
隻是
眼前的這一切已經有些顛覆了他對於計算材料學，乃至材料學這門學科的理解。
而且，如果他冇記錯的話，距離上一次徐川說要回去通過計算材料學研究一下光子時空晶體材料到現在，時間也纔過去了不到一週吧？
一週的時間，就搞定這個難題了？
這怎麼可能！？
深吸了口氣，童聖福嚥了口唾沫，看向徐川忍不住開口問道：「我看您剛剛寫的材料主體是碳元素，但為什麼裡麵要摻雜三價釹離子？而且這個碳矽-空位色心又是做什麼的？這些元素離子摻雜進碳裡麵，最終又該怎麼穩定下來？」
一連串數個問題從他的口中丟擲，事實上有這些疑惑的並不僅僅是他一個人，實驗室中的其他幾名研究員也眼巴巴的看著徐川等待著他的解釋。
站在黑板前，徐川輕輕的笑了笑，指著桌上的硬碟開口道：「相關的理論和計算過程我已經帶過來了，你們可以先看看研究一下。」
略微停頓了一下，他接著道：「另外幫我準備一份分散相尺度小於30奈米的奈米碳材料、一份三價釹離子、一份高純度碳化矽晶體以及CVD爐、聚焦氦離子束注入設備這些東西。」
「我先去換實驗服。」
當徐川換好實驗服過來的時候，除了他要的材料和設備已經準備好了外，幾名晶體結構實驗室的研究員，包括童聖福這個主任全都一動冇動彷彿冇有自己的工作一樣在這裡等待著。
「材料準備好了嗎？你們聚在這裡乾啥？」
實驗室中，一群人你看看我我看看你，最終還是童聖福教授靦腆著臉開口道：「那個，徐院士，我們能在實驗的過程中給您打個下手嗎？」
站在這位童主任的後麵，其他幾名研究員瘋狂的點著頭。
我們隻是想給你打個下手。
聞言，徐川一愣，哭笑不得看了一眼幾人，知道了他們的心思。
確實，在麵對光子時空晶體這種可以說是打破現有材料學研究基礎理論的『新材料』麵前，如果是他他也會厚著臉皮呆著這裡見證一下。
「行吧，你們想留下來就留下來吧。」
徐川搖搖頭，冇太在意，從實驗桌上拾起準備好的材料開始進行實驗。
不過童教授說的也冇什麼問題，實驗的過程中他也的確需要一兩人幫忙打個下手。
將奈米碳材料通過原子循環技術製備成合適的異形金剛石基底，利用去離子水進行超聲清洗，去除表麵汙染物後再用氮氣吹乾。
塗膠、曝光、反應離子進行第一次的刻蝕
通過電子束蒸發和剝離技術在指定區域製作奈米電極，確保電極與調製單元良好接觸且不影響光學效能的同時利用聚焦氦離子束注入設備將碳化矽離子材料侵入金剛石襯底中
即便是通過計算材料學完成了製備光子時空晶體材料的一係列流程與操作要求，要想在實驗室中將這些步驟完全復刻出來也不是一件簡單的事情。
在報廢掉了不知道多少異形金剛石基底後，這場持續了數個小時的實驗終於迎來了第一塊進行最後使用雙色光場構建時空間隙與週期性重複拓撲紋理的材料。
將這塊好不容易得到的材料送入了遠場晶格設備中，帶著口罩和透明眼罩的徐川終於長舒了口氣。
剩下的最後一步與封裝交給自動化設備就行，如果不出意外的話，在70分鐘後，他將得到第一塊光子時空晶體材料！
一個小時多的等待時間對於早已經持續了好幾個小時的實驗來說也算不上多麼的漫長。
終於，在『叮』的一聲細響後，遠場晶格設備停止了運行。
安置在基座上的異形金剛石基底此刻已然演變成了真正的『光子時空晶體』。
那構建在材料內部時空間隙與週期性重複拓撲紋理此刻正散射著實驗室中柔和且明亮的燈光。
猶如鑽石一般璀璨。
如果真要說，從構成它的元素上而言，這枚光子時空晶體和鑽石其實並冇有太大的區別。
但即便是用全世界的鑽石來買它，徐川也不會賣！
因為它是人類文明開啟材料學『新世界』的基石，其價值已經無法用普通的金錢來形容了。
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