二九文学

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第428章 从锗到硅的跨越（第3页）

而它表面在空气中极易形成一层致密的二氧化硅绝缘层，这会阻碍后续的杂质掺杂扩散。”

从锗到硅的跨越，不是简单的材料替换，而是一场要求大西北整个冶金、化工和精密机械体系进行全面升维的工业长征。

任务下达，大西北的微观机器开始全速运转。

第一关：寻找能够装下液态硅的容器。

高纯度硅的熔炼不能使用金属坩埚，那会直接将铁、镍等金属原子污染进去。

普通的氧化铝陶瓷在高温硅液面前也会发生反应。

西京特种玻璃厂和硅酸盐研究所接到了死命令：制造高纯度石英坩埚。

原料不是普通的石英砂，而是从特定矿区开采的水晶原矿。

工人们在全封闭的防尘车间内，将水晶块进行反复的酸洗、水洗去离子化，去除表面的碱金属离子。

随后破碎成微米级的粉末。

在电弧熔炼炉中，利用碳电极产生的数千度高温电弧，在真空环境下将石英粉末融化。

此时，石英呈现出极其粘稠的玻璃态。

利用旋转的石墨模具，在离心力的作用下，将液态石英甩向模具内壁，成型为碗状的坩埚。

但这种坩埚内部含有大量微小的气泡。

在拉制单晶时，气泡破裂会扰乱硅液的流场。

工程师们采用了真空脱气技术。

在坩埚成型的高温阶段，强行抽出内部气体，使其变成透明、无气泡的透明石英玻璃坩埚。

其内部杂质浓度被严格控制在百万分之几级别。

即使是高纯度石英，在接触到一千四百度的高温硅液时，依然会发生微弱的反应，导致少量的氧原子进入硅液中。

但这是在当时的材料科学下，唯一能够勉强维持平衡的妥协方案。

既然水平方向的区域熔炼法对硅失效，物理学家们将目光转向了垂直方向的直拉法。

一九四八年十一月。

西京第九特种半导体制造厂，直拉单晶车间。

车间内被一种类似于潜水艇内部的压抑感所笼罩。

中央矗立着一台高达三米的单晶炉。

它由厚重的水冷不锈钢外壳封闭，内部是一个充满高纯度氩气的真空腔体。

腔体底部，放置着那个新造出来的透明石英坩埚。

坩埚外侧环绕着石墨加热器。

操作员李刚穿着隔热服，戴着深色滤光眼镜，透过炉壁上的石英观察窗，盯着内部的反应。

“石墨加热器功率提升至五十千瓦。

坩埚内高纯度多晶硅块开始熔化。”

李刚对着通讯器汇报。

透过观察窗，可以看到石英坩埚内的硅块在高温下逐渐坍塌，最终化为一汪闪烁着刺眼白光的液态硅熔池。

温度稳定在一千四百五十度左右。

“降下籽晶杆。”