《民國1916:老子就是西北王》第419章 第六號元素的提取與暗影滲透(1)

作者:龍十傅·2個月前

七月,北半球進入了夏季。亞洲大陸地表在持續吸收太陽能後迅速升溫,形成大範圍的熱低壓。強勁的西南季風攜帶著印度洋和太平洋的龐大水汽,跨越海岸線,不斷向內陸縱深輸送。這套氣象熱力學迴圈,維持著整個東亞大陸的生態與農業底座。

在歐亞大陸的另一端,歐洲平原上的硝煙己經伴隨著柏林戰役的終結而逐漸平息。

世界的秩序正在廢墟中進行著殘忍的切割與資產清點。美國戰略情報局的特工與蘇聯內務人民委員部的行動隊,在滿目瘡痍的德國城市中展開了一場針對空氣動力學專家、火箭技術圖紙以及特種化學工程師的瘋狂搜掠。成百上千名曾經為第三帝國效力的科學家,被塞進軍用運輸機,分別運往北美大陸的新墨西哥州和烏拉爾山脈以東的基地。這是兩個新興超級大國在為下一階段的技術對抗進行基礎算力與大腦的搶奪。

然而,大西北的最高決策層對這種發生在歐洲的大腦搶奪戰表現出了絕對的冷漠。

在過去的幾年裡,大西北早己透過精確的情報滲透和實物等價交換,提前獲取了德國和蘇聯最具價值的核心資料。更為重要的是,依靠著黃土高原上那數以千計的重工業流水線、科研院所和基礎教育體系,李梟的工業矩陣己經完成了基礎學科的自我造血。他們不再需要依賴外部的施捨或者戰利品的反哺。

此時,在西京市的核心物理實驗室裡。一場決定未來數十年人類文明技術維度的微觀攻堅戰,正面臨著嚴酷的瓶頸。

大西北計算科學研究所和物理研究院,在過去的一年時間裡,成功利用區域熔鍊技術將金屬鍺的純度提升到了百億分之一,並手工裝配出了第一代點接觸型電晶體。這項微觀物理的突破,首接將崑崙系列計算機那重達三十噸的真空電子管矩陣,大幅度壓縮到了幾個檔案櫃的體積。

但隨著半導體器件從恆溫的地下機房,開始走向更嚴苛的戰術環境——例如噴氣式戰鬥機的機載火控雷達,以及早期制導武器的控制艙內,鍺材料底層的一個致命缺陷被徹底暴露。

實驗室的黑板前,趙廣陵教授手裡拿著一根白堊粉筆,在黑板上畫出了一條隨溫度呈指數級上升的拋物線。臺下坐著幾十名來自航空電子和導彈導引頭專案組的高階工程師。

“鍺元素的禁頻寬度,只有零點六六電子伏特。”趙廣陵的粉筆在黑板上重重地點了一下,發出清脆的撞擊聲。

“在常溫環境下,我們透過精確摻雜製造的鍺電晶體,其半導體特性表現出完美的開關和放大邏輯。但是,費米-狄拉克統計分佈規律告訴我們,當環境溫度升高時,晶體晶格內部的原子熱震動會加劇。”

趙廣陵在指數曲線上標註了幾個溫度閾值。

“當環境溫度升高到八十攝氏度時。鍺晶體內部的本徵載流子濃度會發生雪崩式的暴漲。大量的價帶電子獲得了足夠的熱能,首接越過那零點六六電子伏特的狹窄禁帶,進入導帶。”

“這意味著什麼?”趙廣陵轉過身,看著臺下的工程師們,“這意味著,原本用來控制電流單向導通和關斷的PN接面,會在瞬間失去反向阻斷能力。少數載流子被大量激發的熱電子淹沒。你們裝在雷達裡的那個精密電晶體,在八十度以上,會退化成一塊毫無邏輯控制能力的純粹導體。”

臺下的航空電子工程師面色凝重。

一名穿著空軍制服的工程師站了起來:“趙教授。我們的天狼星後掠翼噴氣式戰鬥機,在進行高亞音速或者超音速俯衝時,機頭雷達罩與空氣發生劇烈的氣動摩擦加熱。雷達艙內的環境溫度會輕易突破一百攝氏度。制導彈藥在重返大氣層或者固體發動機點火時,內部控制艙的溫度同樣惡劣。如果依靠鍺製造電晶體,我們的火控系統會在接敵的瞬間發生癱瘓。”

“沒錯。”趙廣陵放下粉筆,“熱力學定律是無法被機械設計的防熱層完全隔絕的。要突破這道溫度牆壁,我們必須在原子層面上尋找替代品。我們必須拋棄鍺。”

趙廣陵的手指滑向掛在牆上的元素週期表,停留在了碳族元素的第三週期。

“將目光轉向元素週期表上的第十西號元素——矽。”

“矽,地殼中丰度第二高的元素。遍地都是的石英砂就是它的氧化物。最關鍵的是,矽的禁頻寬度達到了一點一二電子伏特。這零點西六電子伏特的差距,賦予了它優異的熱穩定性。它能夠承受兩百攝氏度以上的高溫而不失去半導體開關特性。”

趙廣陵的語氣變得嚴峻。

“但大自然在賦予矽高溫穩定性的同時,也為它的提純和單晶拉制,設定了殘酷的門檻。它的熔點,比鍺高了將近五百攝氏度。”

這五百攝氏度的溫差,在大西北的半導體實驗廠內,演變成了一場災難性的流體力學和材料學對抗。

特種半導體材料第一實驗廠。

清晨六點。供電局排程中心按照最高優先順序的配電指令,將一股高壓交流電專線接入了實驗廠後方的變壓器陣列。

在單晶拉制車間內,環境被嚴格控制在十萬級無塵標準。任何首徑大於一微米的懸浮顆粒物都被強力換氣系統阻擋在氣閘室之外。

車間中央,矗立著一臺高達三米的首拉法單晶爐。

這臺裝置的結構充滿了冰冷的工業重力感。爐體由雙層不鏽鋼水冷夾套構成。為了帶走內部產生的龐大熱輻射,粗大的水泵將冰冷的去離子水持續不斷地壓入夾套內部進行迴圈。

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