第8章 矽棒

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    在听了一节课的文学理论后,下课铃刚响,徐卫国抢先从后门出了教室,守在前门口等周诗雅出来。
    学生们叽叽喳喳蜂拥而出,急着去食堂吃饭。
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    等了不久,周诗雅跟一个女生聊着天走了出来,没注意到徐卫国。徐卫国只好喊了一声:「诗雅!」
    周诗雅下意识的扭脸看了眼,先是一愣,随即眼中闪过惊喜,道:「你怎麽来了?」
    徐卫国笑道:「找你有事说。」
    一旁的女生打量着徐卫国,小声问道:「诗雅,这人就是……」
    「嗯。」周诗雅点点头。
    「那你们聊,我先去食堂了啊。」
    待女生离开,徐卫国示意周诗雅到一边说话。
    往旁边走了几步,徐卫国刚站定,周诗雅却小声道:「这边人多,往远处走走吧!」
    徐卫国道:「咱们说正事,有什麽好躲的,让人看到了还误会呢!就在这说。」
    「哦。」周诗雅低着头,总觉得旁边人都在看自己,特别不好意思。
    「你的学籍恢复了吧?」徐卫国问道。
    「恢复了。你的呢?」
    「我的也恢复了。……我跟着张希德老师参加了一个科研项目,后天开始要搬出学校一段时间,我找你就是提前说一声,大概半个月后回来。」
    「科研项目?你才大一就参加科研了?」
    「一般的大一学生肯定不能,但你也不看看我是谁?咱可不是一般人。」徐卫国昂着头,故作夸张的笑道。
    周诗雅瞥了他一眼,笑道:「吹牛!」
    看她笑,徐卫国也忍不住笑了起来。
    「诗雅!」
    「嗯?」
    「等我回来了,咱们一块去你家吧!认认门。」
    周诗雅脸刷的一下红了,小声道:「这不合适吧……」
    「怎麽不合适,你爸妈现在对我肯定有意见。正好趁这机会,我跟你父母多熟悉熟悉,解除误会,也好让她们放心。」
    周诗雅抿了抿嘴,点头道:「我听你的。」
    两人东拉西扯的聊了十多分钟,眼看天色渐晚,这才各自分别。
    ……
    转眼到了第三天。
    徐卫国跟着张希德再次来到科学院物理所,小组成员汇合后,五人赶往了京城电子管厂。
    再次见到那位赵副厂长,对方直接带他们去了车间,找到了一个穿工装丶体格魁梧的中年人。
    「这位是王主任,由他全程负责协助你们的工作,实验过程中有什麽问题就跟他说。」赵副厂长介绍道。
    张希德跟王主任握了握手,双方简单寒暄了几句,随后迅速进入了工作状态。
    徐卫国自动担起了指挥责任,对王主任道:「咱们要做的第一步,是获得冶金级矽,石英砂跟碳准备好了吗?」
    王主任诧异的看看他,又看向张希德。
    张希德道:「听他的!」
    王主任压下心里的好奇,答道:「都准备好了,就在这边。」
    说罢,他领着来到了车间一角,指着地上堆放的几个麻袋,「这就是石英砂跟碳。」
    徐卫国走上前,打开袋子,里面是细密的白色颗粒,正是石英砂。
    「选矿预处理过吗?」
    「处理过,擦洗脱泥,磁选,最后浮选,这些流程都走过,纯度很高的。」
    「不够。」徐卫国摇头:「我们需要的是超高纯度石英砂,必须得经过化学深度提纯。」
    王主任一脸懵:「化学提纯该怎麽做?」
    徐卫国:「先进行酸浸,把石英砂加入盐酸丶硫酸丶氢氟酸等组成的三元混酸,在90摄氏度下反应八小时。可以有效去除氧化钾跟氧化纳。接着再放入氢氟酸跟硝酸组成的混酸中,去除三氧化二铁。下一步是氯化焙烧,在1300摄氏度下通入氯气或氯化氢气体,去除铁丶钛。」
    「这麽麻烦啊……」
    「是麻烦,但也必要。……好了,时间不等人,赶紧开干吧!」
    王主任喊来几个工人,开始按照徐卫国的指导对石英砂进行提纯处理。
    第一天的实验进展倒是出乎预料的顺利,到傍晚时,他们获得了提纯后的石英砂,随后,样品被送到实验室进行纯度检测。
    第二天早上时,结果出来了,石英砂纯度超过了99.9%,倒不是说纯度就这水平,而是现有的检测手段只能测试这麽高的纯度。
    这个纯度已经达标,可以开始下一步了。
    接下来就要将石英砂跟碳(煤焦或石油焦)放到电弧炉里,高温还原出矽。
    这样就得到了冶金级矽,纯度大概在98%-99.5%,这个纯度显然是没办法做半导体材料的,还需要继续提纯。
    将矽料碎成粉末,放入流化床反应器中与无水氯化氰在高温下反应生成三氯氢矽,接着将三氯氢矽液体泵入串联精馏塔,进行多级蒸馏,三氯氢矽的纯度可以达到99.9999999%(9N)以上。
    当然,以五十年代的技术是测不出这麽高精度的,都是后世测试数据。
    下一步,就是西门子法的核心步骤,化学气相沉淀。
    要准备一个还原炉,将两根高纯的矽芯作为「种子」,垂直安装并连接电极,抽真空,随后充入高纯度氢气,矽芯通电加热,将三氯氢矽与氢气混合后通入还原炉,随后发生氢还原反应跟热分解反应,矽元素被沉积在矽芯表面,最终形成一根多晶矽棒。
    其中最核心的材料是矽芯,它本身就应该是高纯度矽,也就是说,制取高纯度矽的前提是以高纯度矽做材料,这就成了先有鸡还是先有蛋的问题。
    好在,还有另一种提纯矽的方法,区熔法。
    它以西门子法制取的低纯度多晶矽棒做材料,提纯出高纯度单晶矽芯,再用于西门子法制取高纯度矽棒。
    流程就是:低纯度多晶矽棒(西门子法)——高纯度单晶矽芯(区熔法)——高纯度多晶矽棒(西门子法)——高纯度单晶矽锭(区熔法)
    ……
    当徐卫国他们走完这一步时,时间已经来到了第七天。
    在众人期待的目光中,工人打开还原炉,小心翼翼的取出了矽棒。
    徐卫国第一时间凑上前,仔细观察,但只看了一眼,他心中就是一咯噔。
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