第235章 三張能帶圖
三天後，方旭東把第一冊器件原始記錄放到物理所會議桌中央，黃昆看過參會名單，抬手示意他直接從測試數據講起。
吳漢章坐在姜明左側，預研方案放在膝上，封面內頁那個矽字仍由鉛筆寫成，問號也還留著。
方旭東先展示502兩批鍺雙擴散三極體的頻率分布，隨後把基區剖面照片、漏電曲線與謝希德的樣片編號投到同一張表里。
第二批採用酸洗、低真空退火與氧化矽封護，表面態密度下降約五成，截止頻率抬到一百六十至一百八十兆赫茲。
謝希德接過話頭，將鍺樣片的光電導譜鋪開，紅鉛筆圈出的禁帶中部缺陷峰，與502器件漏電高值區落在相同處理條件下。
「按少子壽命和表面複合速度折算，表面態對截止頻率的拖累約占百分之十到十五，樣片處理前後的變化支持這個範圍。」
她將另一組矽表面態曲線壓在鍺曲線上方，暫時只讓眾人看測量條件，材料差異留到第三項議題再談。
王守武隨後打開灰藍色公文包，取出半導體研究組的測試冊，他帶來的數據與502採用不同鍺料、不同結形成方法，卻呈現出相近的頻率上限。
最高樣管達到一百九十兆赫茲，主體分布仍在一百五十至一百八十兆赫茲之間，工藝批次變化只能推動曲線小幅移動。
林蘭英把兩組數據按純度、電阻率與結區寬度重新折算，扣除表面態和基區寬度貢獻後，在坐標紙上標出二百五十至三百兆赫茲的推算區間。
前兩個議題用了一個半小時，三方對表面態百分之十至十五的定量貢獻達成一致，也承認現有鍺工藝仍有繼續提高的空間。
黃昆翻到議程最後一頁，鋼筆落在第三項標題旁。
「現在討論二十四吉赫茲預研的器件路線，誰先講？」
王守武把搪瓷杯移到手邊，從普渡時期的薄皮筆記本里抽出一頁抄錄，紙邊已經發黃，上面記錄著美國實驗室合金鍺電晶體的最新報導。
「合金法鍺電晶體已經做到三百五十兆赫茲，502的晶向控制、表面處理和研究組的高純材料若能合在一起，做到同一水平具備現實基礎。」
他用鋼筆點著資料中的結區結構，將合金結、基區寬度與封裝引線電感逐項說明，語氣里仍保留著材料研究者對鍺的信心。
「鍺在中頻通信、脈衝開關和現有設備替代上仍有價值，二十四吉赫茲前級可以補充腔體振盪器、參量放大器或其他器件，材料路線沒必要一次切斷。」
姜明聽完全部發言，才將椅子向後移開，拿著粉筆走到黑板前。
他擦去前兩項議題留下的部分曲線，在黑板左、中、右各畫一個坐標系，橫軸標波矢量k，縱軸標能量E。
左側導帶與價帶之間的間隔寫著鍺，零點六七電子伏特，中間寫著矽，一點一二電子伏特，右側則寫著砷化鎵，一點四二電子伏特。
王守武原本還在翻合金法資料，看到第三張圖出現，翻頁的手停在紙角，他原先猜測姜明會主張轉矽，砷化鎵卻超出了現有討論範圍。
姜明暫未展開砷化鎵工藝，只在三張能帶圖下各寫一組室溫本徵載流子濃度。
鍺約二點四乘以十的十三次方每立方厘米，矽約一點五乘以十的十次方，砷化鎵約二點一乘以十的六次方。
粉筆寫到最後一個指數時，會議室里只剩紙頁摩擦桌面的聲音，七個數量級的差距被並排列在同一塊黑板上。
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「這三組數由原子電子結構與晶格周期勢決定，純度、設備精度和爐前投入都只能改善工藝，改寫不了材料本身的禁帶寬度。」
姜明在鍺的數字下畫出溫度上升後的本徵載流子變化，又連接到漏電、擊穿電壓、結電容與工作溫區。
「我們可以把鍺電晶體推到三百五十兆赫茲，也可能通過更窄基區和更好封裝繼續向上擠，可預研目標從一百兆赫茲跨到一吉赫茲以上，材料約束會越來越集中。」
王守武盯著三組數字，腦中仍在重新核算溫度、漏電和少子壽命之間的關係，他熟悉每個公式，也讀過相應數據，可它們過去分散在不同論文和工藝問題里。
如今能帶圖、雙方器件實測值與二十四吉赫茲目標落在同一塊黑板上，他筆記本末頁那個問號重新闖進視線。
謝希德先拿起自己的矽樣片曲線，將鍺和矽的禁帶中部缺陷峰並排放到桌上。
「禁帶寬度決定表面態對費米能級釘扎的相對強度，零點六七電子伏特的範圍里，現有缺陷能級占據的比例太高。」
她用鉛筆沿矽曲線划過，停在氧化處理後的低值區。
「一點一二電子伏特給界面處理留下了更寬餘地，矽與氧化矽的界面也更穩定，從有源器件角度看，矽具備持續縮小結區和降低漏電的條件。」
黃昆聽完這段話，在硬皮記錄簿上寫下三種材料的禁帶寬度與本徵載流子濃度，又在下面畫出一道橫線。
橫線以下仍是一片空白，他尚需判斷材料方向與現有設備能力能否接上，單憑物理優勢還支撐不了工藝決策。
林蘭英翻開物性資料，在鍺與矽旁分別寫下九百三十七度和一千四百二十度，隨後在頁邊標出一個爐字。
這個字讓她想到三號爐的石英管、加熱體和現有溫區，轉矽意味著整套設備都要承受更高負荷，物理上的希望會立刻轉化成加工與供應壓力。
王守武將搪瓷杯端到唇邊，杯中的茶已然涼透，他又把杯子放回桌面，杯底磕碰木桌，發出一聲沉悶的鈍響。
「你的意思是，我們在鍺上做的純度、提純、單晶、切割和擴散，全都白費了？」
姜明看向他手邊那本薄皮筆記，深知這句話指向的遠超過幾批樣管，半導體研究組投入的爐時、人員與判斷全壓在其中。
他此刻必須回答的遠不止材料選擇，更需證明過去數月耗費的心血究竟留下了什麼。
吳漢章坐在姜明左側，預研方案放在膝上，封面內頁那個矽字仍由鉛筆寫成，問號也還留著。
方旭東先展示502兩批鍺雙擴散三極體的頻率分布，隨後把基區剖面照片、漏電曲線與謝希德的樣片編號投到同一張表里。
第二批採用酸洗、低真空退火與氧化矽封護，表面態密度下降約五成，截止頻率抬到一百六十至一百八十兆赫茲。
謝希德接過話頭，將鍺樣片的光電導譜鋪開，紅鉛筆圈出的禁帶中部缺陷峰，與502器件漏電高值區落在相同處理條件下。
「按少子壽命和表面複合速度折算，表面態對截止頻率的拖累約占百分之十到十五，樣片處理前後的變化支持這個範圍。」
她將另一組矽表面態曲線壓在鍺曲線上方，暫時只讓眾人看測量條件，材料差異留到第三項議題再談。
王守武隨後打開灰藍色公文包，取出半導體研究組的測試冊，他帶來的數據與502採用不同鍺料、不同結形成方法，卻呈現出相近的頻率上限。
最高樣管達到一百九十兆赫茲，主體分布仍在一百五十至一百八十兆赫茲之間，工藝批次變化只能推動曲線小幅移動。
林蘭英把兩組數據按純度、電阻率與結區寬度重新折算，扣除表面態和基區寬度貢獻後，在坐標紙上標出二百五十至三百兆赫茲的推算區間。
前兩個議題用了一個半小時，三方對表面態百分之十至十五的定量貢獻達成一致，也承認現有鍺工藝仍有繼續提高的空間。
黃昆翻到議程最後一頁，鋼筆落在第三項標題旁。
「現在討論二十四吉赫茲預研的器件路線，誰先講？」
王守武把搪瓷杯移到手邊，從普渡時期的薄皮筆記本里抽出一頁抄錄，紙邊已經發黃，上面記錄著美國實驗室合金鍺電晶體的最新報導。
「合金法鍺電晶體已經做到三百五十兆赫茲，502的晶向控制、表面處理和研究組的高純材料若能合在一起，做到同一水平具備現實基礎。」
他用鋼筆點著資料中的結區結構，將合金結、基區寬度與封裝引線電感逐項說明，語氣里仍保留著材料研究者對鍺的信心。
「鍺在中頻通信、脈衝開關和現有設備替代上仍有價值，二十四吉赫茲前級可以補充腔體振盪器、參量放大器或其他器件，材料路線沒必要一次切斷。」
姜明聽完全部發言，才將椅子向後移開，拿著粉筆走到黑板前。
他擦去前兩項議題留下的部分曲線，在黑板左、中、右各畫一個坐標系，橫軸標波矢量k，縱軸標能量E。
左側導帶與價帶之間的間隔寫著鍺，零點六七電子伏特，中間寫著矽，一點一二電子伏特，右側則寫著砷化鎵，一點四二電子伏特。
王守武原本還在翻合金法資料，看到第三張圖出現，翻頁的手停在紙角，他原先猜測姜明會主張轉矽，砷化鎵卻超出了現有討論範圍。
姜明暫未展開砷化鎵工藝，只在三張能帶圖下各寫一組室溫本徵載流子濃度。
鍺約二點四乘以十的十三次方每立方厘米，矽約一點五乘以十的十次方，砷化鎵約二點一乘以十的六次方。
粉筆寫到最後一個指數時，會議室里只剩紙頁摩擦桌面的聲音，七個數量級的差距被並排列在同一塊黑板上。
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「這三組數由原子電子結構與晶格周期勢決定，純度、設備精度和爐前投入都只能改善工藝，改寫不了材料本身的禁帶寬度。」
姜明在鍺的數字下畫出溫度上升後的本徵載流子變化，又連接到漏電、擊穿電壓、結電容與工作溫區。
「我們可以把鍺電晶體推到三百五十兆赫茲，也可能通過更窄基區和更好封裝繼續向上擠，可預研目標從一百兆赫茲跨到一吉赫茲以上，材料約束會越來越集中。」
王守武盯著三組數字，腦中仍在重新核算溫度、漏電和少子壽命之間的關係，他熟悉每個公式，也讀過相應數據，可它們過去分散在不同論文和工藝問題里。
如今能帶圖、雙方器件實測值與二十四吉赫茲目標落在同一塊黑板上，他筆記本末頁那個問號重新闖進視線。
謝希德先拿起自己的矽樣片曲線，將鍺和矽的禁帶中部缺陷峰並排放到桌上。
「禁帶寬度決定表面態對費米能級釘扎的相對強度，零點六七電子伏特的範圍里，現有缺陷能級占據的比例太高。」
她用鉛筆沿矽曲線划過，停在氧化處理後的低值區。
「一點一二電子伏特給界面處理留下了更寬餘地，矽與氧化矽的界面也更穩定，從有源器件角度看，矽具備持續縮小結區和降低漏電的條件。」
黃昆聽完這段話，在硬皮記錄簿上寫下三種材料的禁帶寬度與本徵載流子濃度，又在下面畫出一道橫線。
橫線以下仍是一片空白，他尚需判斷材料方向與現有設備能力能否接上，單憑物理優勢還支撐不了工藝決策。
林蘭英翻開物性資料，在鍺與矽旁分別寫下九百三十七度和一千四百二十度，隨後在頁邊標出一個爐字。
這個字讓她想到三號爐的石英管、加熱體和現有溫區，轉矽意味著整套設備都要承受更高負荷，物理上的希望會立刻轉化成加工與供應壓力。
王守武將搪瓷杯端到唇邊，杯中的茶已然涼透，他又把杯子放回桌面，杯底磕碰木桌，發出一聲沉悶的鈍響。
「你的意思是，我們在鍺上做的純度、提純、單晶、切割和擴散，全都白費了？」
姜明看向他手邊那本薄皮筆記，深知這句話指向的遠超過幾批樣管，半導體研究組投入的爐時、人員與判斷全壓在其中。
他此刻必須回答的遠不止材料選擇，更需證明過去數月耗費的心血究竟留下了什麼。