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古城旧事

研制半导体硅

  陕中明

  上世纪五六十年代,电子管收音机还很稀缺,而矿石收音机正在盛行,但想买一台市售的却价格不菲,爱好者只能去无线电商店买零件自己装配。最简单的机型是只要一枚成型的矿石,把4个接线柱和一副耳机按线路接好线,在室内连好地线,在室外房顶高架起一根天线,戴上耳机用手细微调矿石触针,听到咔嚓声时说明已接通电台信号,再仔细微调触针即可听到电台的广播声音。我自己就装了一台,每天课余时间收听新闻和文艺节目,很是高兴。

  当时我在太原十中上学,1959年毕业准备升学考试之际,物理老师续建成对我说,太原市要举办一次中学生科普成果展览,要我找几位成绩较好的同学组成一个科研小组。我当即找了王建锋、刘风鸣、刘凤林和赵渝滨组成了五人科研小组,在续老师和校领导的大力支持下开始了制取半导体硅的实验。硅是单向导电材料,自然界存在极少,若能搞出来可是尖端项目了。于是我们从实验室领取了坩埚、酒精灯、蒸发皿、量杯、天平秤、石英砂、手钳、绝缘手套等器材,开始了提炼硅的实验。

  一开始,连续老师也无一点经验,只能参考有关资料摸索进行。我们初生牛犊不怕虎,将石英砂装入坩埚内,用电池芯的碳棒让电工给我们接好变为38伏的低电压线路,戴上防护眼镜和绝缘手套,用手钳夹起两根带电碳棒,触碰两端碳棒,电弧燃起后与石英砂接触,在上千摄氏度的高温下,石英砂化为剔透明澈的晶珠。大家心花怒放,以为就是半导体硅了,仔细观察这只不过是一粒粒玻璃球而已。此后,续老师鼓励我们说:“科学研究经过千百次实验才成功的不在少数,有志者事竟成。”他又从图书馆借了许多参考资料,叫我们去实验室领取了助燃剂、镁条和盐酸,根据资料又将石英砂、助燃剂等材料按比例用天平称好混合后装入坩埚,然后在中间插一根镁条,一切准备好后点燃镁条,顿时一股火舌冲天,坩埚的配料即刻化为液态。待降温凝固后,倒入盐酸固体化开,倒掉盐酸留下的沉淀倒入蒸馏水酒精灯加热清洗多遍,剩下的是一颗颗米粒大小的银灰色球形晶体。我们根据资料对照判断,可能就是半导体硅了。我们五人喜出望外,当即请来续老师观察,他马上拍手叫好说:“你们成功了。”随后续老师将产品送往市科委,经鉴定,硅的纯度达到了两个九(99%),大家听了顿时兴高采烈,手舞足蹈,半个多月的辛苦,熬红的双眼流出了幸福的泪水。

  随后,我特地拿了一粒硅回家,将我制作的矿石收音机中买来的矿石拿掉,换成我们自己提炼出来的这粒硅,再仔细微调触针,耳机中竟然出现了“山西人民广播电台”的广播声,我很激动,又一次流下了成功的眼泪,半导体硅总算真正研制成功了。

  不久,全市中学生科研成果展览在太原十中开展了,我们为母校争得了一份荣誉。

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