第428章從鍺到矽的跨越
第428章從鍺到矽的跨越(第4/6頁)
米的極度緩慢速度向上提拉，同時以每分鐘幾十轉的速度進行旋轉。而在下方，裝滿矽液的石英坩堝則以相反的方向緩慢旋轉。
隨著籽晶的上升，矽液被拉出液麵，在冷卻區的氬氣吹拂下凝固。一根圓柱形的矽棒，像變魔術一樣，從液態熔池中緩緩“長”了出來。
這個過程對溫度梯度的控製要求苛刻到了變態的程度。
如果加熱功率稍高一千瓦，剛剛結晶的矽棒底部就會重新融化掉回坩堝；如果功率稍低一千瓦，液態矽就會大麵積結晶，將坩堝撐破。
李剛必須像走鋼絲一樣，時刻盯著液麵的光暈變化，手動微調加熱功率。
在提拉過程中，一個致命的乾擾出現了。由於石英坩堝壁麵的溫度高於中心，液態矽在坩堝內形成了強烈的馬蘭戈尼熱對流。
高溫矽液從邊緣上升，流向中心，再下沉。這種湍流式的流場，導致從石英坩堝壁溶解下來的微量氧原子，被源源不斷地卷入生長界麵的矽晶格中。
晶棒直徑出現波動。孿晶現象發生！在顯微結構下，原本應該完美單一的晶格，因為熱流的擾動和氧雜質的嵌入，突然發生了晶向的改變，長出了另一個晶核。這就好比原本筆直生長的樹乾突然長出了分叉。這種長有孿晶的矽棒，在電學性能上完全是廢品。
為了壓製這種熱對流。物理學家們在單晶爐外部加裝了一組巨大的超導電磁鐵。
利用法拉第電磁感應定律，在導電的液態矽熔池中施加一個強大的恒定磁場。當液態矽在磁場中流動時，會切割磁感線產生感應電流，感應電流在磁場中又受到洛倫茲力的作用，這個力在剛好與矽液流動的方向相反。
這就形成了一個強大的磁阻尼效應。原本波濤洶湧的矽液熔池，在磁場的鎮壓下，變得如同死水一般平靜。氧雜質的對流輸送被大幅度削減。
經過長達數周的反複失敗和參數調整。
一九四八年十二月十日。
當單晶爐的拉杆最終升至頂端，真空腔室冷卻充氣後打開。
一根直徑七十五毫米、長達五十厘米，通體呈現出深灰色金屬光澤且毫無瑕疵的單晶矽棒，展現在了所有工程師的麵前。
大西北在材料學上，終於攀爬過了最艱難的那座矽基山峰。
但有了純淨的單晶矽棒，距離製造出能夠在高溫下穩定工作的晶體管，還有最後一道技術門檻。
早期的鍺晶體管采用的是點接觸工藝。那是用兩根極其細小的金絲，在顯微鏡下手工紮在半導體表麵。這種結構不僅難以進行大批量流水線生產，而且抗震性能極差。
既然矽的表麵在空氣中極易形成一層致密的二氧化矽絕緣層。大西北的工程師們決定反其道而行之，利用這層玻璃作為掩膜，開發出一種
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