熔區在移動時。左側重新結晶的固態鍺,會自動排斥那些雜質原子。雜質原子會本能地傾向於留在依然是液態的熔區中。
隨著熔區不斷向右移動,它就像一塊巨大的磁鐵,將沿途所有的雜質原子不斷地“吸”入液態區域,並一路推趕著它們向右側前進。
這是一個極其枯燥、緩慢的過程。
每分鐘兩毫米的移動速度。走完一根長達五十厘米的鍺錠,需要四個多小時。
當感應線圈移動到鍺錠的最右端並停止加熱時。整個鍺錠重新冷卻固化。
“第一遍掃描完成。”劉峰看著冷卻後的金屬錠。
“這還不夠。”
他拿起一份數學推演報告。經過一次區域熔煉,左側的純度雖然提高了,但依然沒有達到百億分之一的要求。
“進行第二次掃描。從左向右。”
加熱線圈回到起點,重新融化出一個狹窄的區域,再次開始緩慢的平移。
十次、二十次、三十次。
在實驗室不眠不休的運轉中。感應線圈在鍺錠上反複掃過了整整四十次。
每一次掃描,都會將微量的雜質進一步向右側驅趕。
當第四十次掃描結束後。
劉峰戴上隔熱手套,打開石英管的密封蓋,抽出了那個石墨舟。
經過四十次重熔和結晶的鍺錠,其物理形態發生了一些明顯的變化。
它的左端和中段,呈現出一種極其明亮、結構致密的銀色金屬光澤。而它的最右端,大約五厘米長的一小段,顏色卻變得暗淡且布滿了雜質的斑點。
這最右端的五厘米,集中了整根鍺錠中幾乎所有的雜質原子。
“拿金剛石切割機來。”
劉峰毫不猶豫地下令。
高速旋轉的金剛石鋸片噴灑著冷卻液,將鍺錠最右端那含有高濃度雜質的部分切下,直接扔進了廢料桶。
剩下的那根鍺錠,被送入了最高級別的光譜分析儀中進行純度檢測。
幾個小時後。
檢測員拿著報告單,雙手因為激動而劇烈顫抖,快步走到劉峰麵前。
“劉主管……結果出來了。”
“純度九個九。雜質濃度,低於百億分之一。”
劉峰長長地吐出一口氣,摘下防護眼鏡。
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在物理學和材料學的極限拉扯下。大西北的工程師們,用最粗暴的火力發電廠粉煤灰,結合最精密的電磁感應和熱力學偏析定律,生生煉出了當時地球上最純淨的物質。
但這依然隻是半導體的原料。要讓它變成晶體管,還需要在微觀層麵上對其進行結構的重塑和極其精確的摻雜。
西京物理研究院,超淨實驗室。
這裡是大西北向微觀世界進軍的前沿陣地。
人類的肉眼無法看到灰塵的破壞力。但在半導體製造中,一顆直徑隻有幾微米的灰塵如果落在晶體表麵,就足以導致晶格缺陷,讓電子的躍遷發生短路,整個元件直接報廢。
材料化學家林思媛博士,正準備進入這間全西北防塵級別最高的實驗室。
她必須遵守極其嚴苛的隔離程序。
在更衣室裡,林思媛脫去所有的外套。穿上了一套由致密尼龍纖維縫製的全封閉白色連體防塵服。戴上無塵帽,將所有的頭發包裹進去,隻露出一雙眼睛。戴上兩層醫用乳膠手套,腳上穿上防靜電的無塵靴。
推開第一道氣密門,她進入了一個被稱為風淋室的狹小空間。
四周的噴嘴噴射出每秒二十五米的高速潔淨空氣,強勁的氣流將她防護服表麵附著的任何微小塵埃吹落。腳下踩著具有強粘性的防塵地墊。
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