當一九四八年的最後一個月降臨，地球北半球再次被冬季的低溫所統治。亞洲大陸的廣袤腹地，在西伯利亞冷高壓的控製下，氣溫普遍跌破了零攝氏度。但在大西北的工業體係中，熱力學的對抗已經從宏觀的取暖防寒，深入到了微觀電子的躍遷控製。
在過去的幾年裡，大西北利用鍺點接觸型晶體管，成功將龐大如房屋的電子管計算昆侖一號壓縮成了幾個機櫃大小的昆侖二號。這種微觀算力的爆發，賦予了天狼星戰鬥機在同溫層盲視鎖定的能力，也讓洲際彈道導彈擁有了不依賴外部指令的獨立慣性大腦。
然而，在這個被矽基夢想點燃的嚴冬，電子工程院卻麵臨著一個足以讓所有高端武力投射陷入癱瘓的死局。
西京市北郊，大西北航空電子測試中心。
一個密閉的環境模擬艙內，正在進行著一場極端的折磨測試。
模擬艙中央固定著一台為新一代超音速截擊機研發的火控計算機原型機。這台機器內部密布著數千個由高純度鍺單晶製造的晶體管。
“艙內氣壓降低至零點二個標準大氣壓。開始執行升溫程序。”測試主管盯著控製台。
模擬艙四周的紅外加熱管開始釋放龐大的熱輻射。
在超音速飛行中，空氣與飛機蒙皮的劇烈摩擦會產生高達一百度以上的高溫。工程師必須確保計算機依然能夠進行毫秒級的雷達波束解算。
艙內溫度計的指針穩步攀升。
三十度、五十度、七十度。
當溫度達到七十五攝氏度時，監控麵板上的電流數據發生了波動。
“邏輯門電路出現翻轉錯誤！寄存器數據發生亂碼溢出！”操作員大聲彙報。
測試主管的眉頭緊鎖。
“溫度繼續上升，八十度。”
“砰！”
伴隨著一聲輕微的爆響，計算機原型機內部冒出了一縷黑煙。示波器上的波形瞬間歸零，變成了一條死寂的直線。
“切斷電源。打開艙門。”主管歎了口氣，在測試報告上重重地寫下了“失敗”兩個字。
這不是加工精度的問題，也不是電路設計的問題。這是元素周期表設定的一道天花板。
幾天後，理研究院的會議室內。
趙廣陵教授站在黑板前，黑板上畫著鍺原子的能帶結構圖。
“鍺晶體管的溫度，被鎖定在七十五攝氏度左右。”趙廣陵的語氣中透著一絲無奈。
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他拿起粉筆，指著導帶和價帶之間的空白區域。
“鍺的禁帶寬度隻有零點六六電子伏特。”
“這意味著約束鍺原子核外價電子的能量勢壘非常低。在常溫下，隻有我們人為摻入的雜質原子提供的電子參與導電，這叫多數載流子，也是晶體管能夠放大信號的基礎。”
趙廣陵在黑板上畫了幾條表示熱能輻射的波浪線。
“但是，當環境溫度升高到七八十度時，熱能提供的能量就足以讓鍺原子本身的大量價電子直接跨越那窄窄的禁帶，躍遷到導帶中。”
“這些因為高溫產生的電子被稱為本征載流子。它們會像決堤的洪水一樣，瞬間淹沒我們人為控製的晶體管通道。此時，單向導電性徹底崩潰，晶體管不再是一個可以控製的開關或放大器，而變成了一塊毫無阻力的純導體。電流失去控製，最終導致元件因過熱而燒毀。”
“隻要我們還在使用鍺，我們的雷達就不能裝進超音速飛機，我們的導彈在重返大氣層時就會變成瞎子。甚至我們的昆侖二號超算，在冬天也必須開著大功率的製冷空調來防止它自己燒掉。”
趙廣陵放下粉筆，轉身看向在場的材料學家和化學家們。
“我們必須尋找一種禁帶寬度更大、能夠在高溫下死死鎖住本征載流子的新材料。”
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