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军阀李枭从1916开始

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第419章 第六号元素的提取与暗影渗透(2 / 6)
万级无尘标准。任何直径大于一微米的悬浮颗粒物都被强力换气系统阻挡在气闸室之外。

    车间中央,矗立着一台高达三米的直拉法单晶炉。

    这台设备的结构充满了冰冷的工业重力感。炉体由双层不锈钢水冷夹套构成。为了带走内部产生的庞大热辐射,粗大的水泵将冰冷的去离子水持续不断地压入夹套内部进行循环。

    操作员穿戴着全封闭的白色防静电服,戴着防毒面罩,开始执行严格的抽真空作业。

    “开启粗抽阀门。机械旋片泵启动。”

    巨大的电机轰鸣声响起。旋片在泵腔内高速旋转,将炉腔内的空气大量排出。当压力下降到一定程度后,机械增压泵和油扩散泵依次串联启动。

    油扩散泵底部的加热器将特种泵油煮沸,高速喷出的油蒸汽分子将炉腔内残余的气体分子死死捕获并带向排气口。

    “炉腔真空度达到十的负三次帕斯卡。漏率测试合格。”操作员盯着真空计的指针汇报道。

    “关闭排气阀。开始注入保护气体。高纯度氩气流量设定每分钟五升。”

    氩气,这种绝对惰性的单原子气体,顺着管路缓慢注入炉腔。它将整个拉晶环境填充为一个绝对没有氧气、氮气参与的化学隔离区,防止高温下的硅发生剧烈氧化。

    “炉压恢复至零点五大气压。启动射频发生器。加热功率输出百分之六十。”

    在单晶炉的外部,环绕着几圈粗大的紫铜感应线圈。强大的高频交变电流涌入线圈。

    根据法拉第电磁感应定律,交变磁场无视了不锈钢外壳的阻挡,直接穿透进去,在炉腔内部的高纯石墨发热体上产生了强烈的电涡流。

    焦耳热在石墨内部迅速汇聚。

    在石墨发热体的中心,放置着一个由高纯度二氧化硅烧制而成的透明石英坩埚。坩埚内,装填着经过多道化学酸洗和还原反应提纯得到的多晶硅碎块。

    硅的熔点高达一千四百一十四摄氏度,远远高于锗的九百三十八度。

    随着石墨发热体温度的攀升,石英坩埚发出刺眼的、接近恒星表面的亮白色光芒。多晶硅碎块开始软化、坍塌,最终在坩埚底部融化成一池散发着耀眼光芒、粘稠的液态硅熔体。

    赵广陵站在单晶炉的观察窗前。为了防止高温热辐射烧伤视网膜,观察窗上镶嵌了厚厚的高密度墨色滤光玻璃。

    他注视着内部的流体相变。

    “液面温度稳定在一千四百二十摄氏度。热场分布均匀。开始下放籽晶。”

    炉腔顶部,一根精密加工的不锈钢拉杆在伺服电机的驱动下缓慢下降。拉杆的末端夹持着一小块经过精确定向、具有完美单晶晶格结构的硅籽晶。

    籽晶的尖端精准地接触到液态硅的表面。

    在表面张力和微小温度梯度的共同作用下,液态硅开始在籽晶周围形成一个微微凸起的弯月面。

    “开启旋转。籽晶转速每分钟十五转,坩埚反向转速每分钟十转。拉速设定:每分钟一毫米。”

    提拉过程正式开始。

    籽晶带着附着其上的液态硅,在拉杆的牵引下缓慢向上移动。液态硅在脱离高温熔池、进入上方温度较低的保温罩区域时,发生结晶凝固。

    硅原子严格按照籽晶的晶格结构进行排列,一层一层地向上堆叠。一根呈现出金属光泽的圆柱形硅单晶棒,开始从液面中被一点点地“拉”出来。

    这是一个需要绝对静默和恒定参数的过程。任何微小的温度波动、氩气流量的突然改变、甚至是车间外重型卡车驶过带来的微弱地表震动,都会导致固液界面的热力学失衡,使得晶体内部产生位错缺陷,或者直接从单晶退化成毫无用处的多晶。

    时间一分一秒地流逝。

    在拉制进行到第四个小时,单晶棒生长到直径五厘米、长度十厘米时,冲突毫无预兆地爆发了。

    “液面出现不规则热对流波纹!固液界面温度场失稳!”操作员看着监控仪表,大声汇报道。

    赵广陵透过滤光玻璃看到,原本平滑如镜的单晶棒表面,突然出现了明显的棱角和网状的孪晶纹路。

    这意味着硅原子的完美晶格排列已经被外来力量粗暴地破坏。这根耗费了巨大能源和高纯度材料的晶体,废了。

    “停机。切断射频电源。保持氩气循环直到完全冷却。送光谱分析室。”赵广陵的语气中没有愤怒,只有面对客观规律时的冷静。

    几个小时后,冷却的报废硅棒被送入材料分析室。

    高转速的金刚石内圆切割机喷洒着去离子水,将硅棒切成了一片片厚度为一毫米的薄片。随后,这些硅片被送入X射线衍射仪和红外光谱分析仪中。

    数据很快被打印出来。

    材料学研究员拿着检测报告,走到赵广陵的办公桌前。

    “赵教授。检测结果出来了。氧含量和碳含量严重超标。晶格内部布满了间隙氧原子和代位碳原子。”

    研究员指着光谱图上的吸