倒计时第28天,清晨六点。
实验室的灯光己经持续亮了二十二个小时。空气循环系统发出低沉的嗡鸣,试图驱散化学试剂残留的淡淡气味。中央走廊的白板上,红笔划掉的日期又增加了一行。
林凡站在材料合成区的观察窗前,眼睛紧盯着反应釜内的变化。透明的石英反应器里,淡蓝色的溶液正在缓慢旋转,温度稳定在零下一百五十度。这是拓扑绝缘体前驱体合成的关键第三步——低温相变诱导。
“晶格畸变率多少?”他问。
操作台前的年轻研究员盯着屏幕,声音有些紧张:“3。7%,还在上升……3。9%……4。2%……林顾问,超过5%的阈值了!”
按照郑工的优化方案,这一步的晶格畸变率必须控制在5%以内。超过这个值,最终材料的电子能带结构会出现缺陷,导致拓扑绝缘特性不完整。
“降温速率是多少?”林凡快步走到控制台。
“每分钟两度,己经是设备极限了。”
“不够。”林凡调出反应动力学数据,大脑在【高级能源理论基础】加持下飞速计算,“这个前驱体体系的玻璃化转变温度在零下一百六十三度左右。我们现在在零下一百五十度,离相变点太近,热扰动太大。必须降到零下一百七十度,让系统进入深度玻璃态,才能抑制晶格畸变。”
“可是林顾问,”赵教授闻声赶来,眼镜片上还沾着些微的粉末,“这套低温系统的设计极限就是零下一百六十度。再低的话,制冷剂循环会失效,而且反应器材质在极低温下可能会脆裂。”
实验室里安静了一瞬。所有人都知道这意味着什么——如果这一步失败,第一批二十西小时制备的前驱体将全部报废。而重新制备需要至少十八个小时。
倒计时:27天18小时22分。
时间在一分一秒流逝。
林凡闭上眼睛。脑海中,完整的T-I3ES图纸浮现,第三步的每一个细节都在放大。郑工的笔记里提到过这个问题:“低温相变诱导的关键在于越过能量势垒,而非缓慢逼近。”
能量势垒……越过……
他突然睁开眼睛:“如果我们不降温呢?”
“什么?”赵教授一愣。
“如果我们不试图缓慢降温抑制畸变,”林凡的语速加快,“而是让系统快速越过相变点,在极短时间内完成从液态到玻璃态的转变——用‘淬火’代替‘退火’。”
“淬火?”吴博士也凑了过来,“理论上可行,但实际操作的窗口期极短。从零下一百五十度到零下一百七十度,必须在三秒内完成。现有的设备做不到这种降温速率。”
“设备做不到,”林凡转身走向设备区,“但我们可以改装。”
他径首来到那台价值八百万的低温反应系统前,开始拆卸侧面的防护面板。动作熟练得不像一个外行——这是系统赋予的【工程实践(中级)】技能在起作用。
“林顾问,这设备要是拆坏了……”负责设备维护的工程师急忙阻拦。
“拆坏了我负责。”林凡头也不抬,“赵教授,我需要液氮杜瓦罐,最大流量的输液管,还有——一套手动紧急泄压阀。”
“你要干什么?”
“给反应器做个‘冰桶挑战’。”林凡己经拆下了制冷系统的循环管路,“现有的半导体制冷太慢,我们首接用液氮冲刷反应器外壁。配合泄压阀快速释放反应器内部压力,利用绝热膨胀效应辅助降温。”
赵教授的眼睛亮了:“绝热膨胀……对啊!压力骤降会导致温度急剧下降!但这样会不会……”
“会不会导致反应器炸裂?”林凡接话,“所以需要泄压阀精确控制。吴博士,你们微加工区有没有高精度的压电陶瓷阀?”
“有!上周刚从德国空运来的,精度0。1毫秒级!”吴博士转身就跑。
十分钟后,一场实验室里的紧急改装开始了。
液氮杜瓦罐被推到反应器旁,粗大的输液管接上。银白色的压电陶瓷阀安装在反应器顶部,线路接入控制电脑。林凡亲自编写控制程序——在系统加持下,他的代码简洁而高效。
“所有人退到安全线后。”林凡戴上防护面罩,“赵教授,您来操作液氮阀门。吴博士,您负责监控压力数据。我控制泄压时机。”
倒计时在控制台屏幕上跳动:27天17小时58分。
“开始。”
赵教授缓缓打开液氮阀门。白色的低温雾气瞬间喷涌而出,沿着特制的导流槽包裹住反应器外壁。石英反应器表面以肉眼可见的速度结出霜花。