腔真空度達到十的負三次帕斯卡。漏率測試合格。”操作員盯著真空計的指針彙報道。
“關閉排氣閥。開始注入保護氣體。高純度氬氣流量設定每分鐘五升。”
氬氣，這種絕對惰性的單原子氣體，順著管路緩慢注入爐腔。它將整個拉晶環境填充為一個絕對沒有氧氣、氮氣參與的化學隔離區，防止高溫下的矽發生劇烈氧化。
“爐壓恢複至零點五大氣壓。啟動射頻發生器。加熱功率輸出百分之六十。”
在單晶爐的外部，環繞著幾圈粗大的紫銅感應線圈。強大的高頻交變電流湧入線圈。
根據法拉第電磁感應定律，交變磁場無視了不鏽鋼外殼的阻擋，直接穿透進去，在爐腔內部的高純石墨發熱體上產生了強烈的電渦流。
焦耳熱在石墨內部迅速彙聚。
在石墨發熱體的中心，放置著一個由高純度二氧化矽燒製而成的透明石英坩堝。坩堝內，裝填著經過多道化學酸洗和還原反應提純得到的多晶矽碎塊。
矽的熔點高達一千四百一十四攝氏度，遠遠高於鍺的九百三十八度。
隨著石墨發熱體溫度的攀升，石英坩堝發出刺眼的、接近恒星表麵的亮白色光芒。多晶矽碎塊開始軟化、坍塌，最終在坩堝底部融化成一池散發著耀眼光芒、粘稠的液態矽熔體。
趙廣陵站在單晶爐的觀察窗前。為了防止高溫熱輻射燒傷視網膜，觀察窗上鑲嵌了厚厚的高密度墨色濾光玻璃。
他注視著內部的流體相變。
“液麵溫度穩定在一千四百二十攝氏度。熱場分布均勻。開始下放籽晶。”
爐腔頂部，一根精密加工的不鏽鋼拉杆在伺服電機的驅動下緩慢下降。拉杆的末端夾持著一小塊經過精確定向、具有完美單晶晶格結構的矽籽晶。
籽晶的尖端精準地接觸到液態矽的表麵。
在表麵張力和微小溫度梯度的共同作用下，液態矽開始在籽晶周圍形成一個微微凸起的彎月麵。
“開啟旋轉。籽晶轉速每分鐘十五轉，坩堝反向轉速每分鐘十轉。拉速設定：每分鐘一毫米。”
提拉過程正式開始。
籽晶帶著附著其上的液態矽，在拉杆的牽引下緩慢向上移動。液態矽在脫離高溫熔池、進入上方溫度較低的保溫罩區域時，發生結晶凝固。
矽原子嚴格按照籽晶的晶格結構進行排列，一層一層地向上堆疊。一根呈現出金屬光澤的圓柱形矽單晶棒，開始從液麵中被一點點地“拉”出來。
這是一個需要絕對靜默和恒定參數的過程。任何微小的溫度波動、氬氣流量的突然改變、甚至是車間外重型卡車駛過帶來的微弱地表震動，都會導致固液界麵的熱力學失衡，使得晶體內部產生位錯缺陷，或者直接從單晶退化成毫無用處的多晶。
時間一分一秒地流逝。
在拉製進行到第四個小時，單晶棒生長到直徑五厘米、長度十厘米時，衝突毫無預兆地爆發了。
“液麵出現不規則熱對流波紋！固液界麵溫度場失穩！”操作員看著監控儀表，大聲彙報道。
趙廣陵透過濾光玻璃看到，原本平滑如鏡的單晶棒表麵，突然出現了明顯的棱角和網狀的孿晶紋路。
這意味著矽原子的完美晶格排列已經被外來力量粗暴地破壞。這根耗費了巨大能源和高純度材料的晶體，廢了。
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“停機。切斷射頻電源。保持氬氣循環直到完全冷卻。送光譜分析室。”趙廣陵的語氣中沒有憤怒，隻有麵對客觀規律時的冷靜。
幾個小時後，冷卻的報廢矽棒被送入材料分析室。
高轉速的金剛石內圓切割機噴灑著去離子水，將矽棒切成了一片片厚度為一毫米的薄片。隨後，這些矽片被送入X射線衍射儀和紅外光譜分析儀中。
數據很快被打印出來。
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