呈現出極其粘稠的玻璃態。利用旋轉的石墨模具，在離心力的作用下，將液態石英甩向模具內壁，成型為碗狀的坩堝。
但這種坩堝內部含有大量微小的氣泡。在拉製單晶時，氣泡破裂會擾亂矽液的流場。工程師們采用了真空脫氣技術。在坩堝成型的高溫階段，強行抽出內部氣體，使其變成透明、無氣泡的透明石英玻璃坩堝。其內部雜質濃度被嚴格控製在百萬分之幾級別。
即使是高純度石英，在接觸到一千四百度的高溫矽液時，依然會發生微弱的反應，導致少量的氧原子進入矽液中。但這是在當時的材料科學下，唯一能夠勉強維持平衡的妥協方案。
既然水平方向的區域熔煉法對矽失效，物理學家們將目光轉向了垂直方向的直拉法。
一九四八年十一月。西京第九特種半導體製造廠，直拉單晶車間。
車間內被一種類似於潛水艇內部的壓抑感所籠罩。
中央矗立著一台高達三米的單晶爐。它由厚重的水冷不鏽鋼外殼封閉，內部是一個充滿高純度氬氣的真空腔體。
腔體底部，放置著那個新造出來的透明石英坩堝。坩堝外側環繞著石墨加熱器。
操作員李剛穿著隔熱服，戴著深色濾光眼鏡，透過爐壁上的石英觀察窗，盯著內部的反應。
“石墨加熱器功率提升至五十千瓦。坩堝內高純度多晶矽塊開始熔化。”李剛對著通訊器彙報。
透過觀察窗，可以看到石英坩堝內的矽塊在高溫下逐漸坍塌，最終化為一汪閃爍著刺眼白光的液態矽熔池。溫度穩定在一千四百五十度左右。
“降下籽晶杆。”
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在單晶爐的頂部，一根通過精密伺服電機控製的金屬拉杆緩緩下降。拉杆的末端，夾著一小塊具有完美晶格取向的單晶矽籽晶。
這是生長的種子。
當籽晶的尖端剛剛接觸到液態矽熔池的表麵時。
相變在液固交界麵瞬間發生。
在熱力學平衡中，液態矽原子接觸到溫度稍低的籽晶，失去了熱運動的動能。它們沒有雜亂無章地凝固，而是像士兵列隊一樣，嚴格按照籽晶原有的晶格排列方式，一層一層地在籽晶下方堆積、結晶。
“接觸良好。形成半月形彎月麵。開始提拉。”
李剛操作著控製台上的旋鈕。
籽晶杆開始以每分鐘幾毫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。
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