在山洼的树林中有一处占地并不是很大的独立建筑,这里距离山洼中的河流并不远。
清新的空气在树林中流动,这里的树木是以青风木、五角枫和油松为主。
因为这个山洼的地下有条难得的地热带,虽然地面没有温泉,但是这里的树木也会比其他地方晚一个月入冬。
而那条穿越山洼的溪流更是经年不上冻。
这个藏身在树林中的独栋建筑,就是光电感应实验室的高洁净度无尘实验室。
因为环境原因,这里的外部尘土很少,所以这也是把这个无尘实验室建在这里的主要原因。
毕竟外部环境好一些,对於实验室空气过滤系统的压力就会小很多。
在外更衣间换上了一套连体薄棉内衣的陈常在,又在隔了一个大门的第二间更衣室套上了涤纶连体防尘服。
这个防尘服的样子,就是陈常在按着後世防尘服的样式设计的。
宽大的透明面罩和衣服是连成一体的,衣服内部有电动风扇给衣服内部进行换气。
在换了防尘服後,又进入了风淋室,在这里是要对防尘服进行风淋,去除防尘服上可能的灰尘。
因为风淋室是负压空间,这些可能被吹下来的灰尘都会被排至风淋室外。
这一整套的清洁过程在後世的高精密车间属於是标准流程。
可是在这个时代,这就是充满了科幻感的,从来都没有出现过的事物。
就连这个高洁净度无尘实验室,也是现在这个世界上的独一份的存在。
因为在这个实验室里面的洁净度等级,已经基本达到後世10万级的标准。
也就是说在一立方英尺的空间内,允许存在的0.5微米灰尘颗粒不超过10万颗。
这个洁净度,已经可以达到後世普通精密车间的水平。
在现在的1944年,不管是德国还是美国,还是英国,都没有达到这种洁净度的实验室。
哪怕是现在美国研发核武器的橡树岭实验室,在高精密度实验室中也达不到这个等级。
这也就是为什麽这麽一个小小的建筑,就搞了接近两年时间的原因。
而这个实验室能够建成,主要还是陈常在後世的公司中就有一座比这里还要高一个等级,达到了万级的高等级无尘车间。
不过那也只是军工级精密产品的生产车间,距离後世生产半导体、高级探测仪器的100级洁净度车间,那还差的远呢。
那种车间要求的是在一立方英尺的空间内,不大於0.3微米的微尘颗粒,不超过100
个。
现在陈常在这边,虽然还没有搞出来後世那种雷射光学尘埃粒子计数器,但是原始的白光散射型尘埃粒子计数器倒是已经被弄了出来。
本来这个东西到了1951年,才会被美国印第安纳大学的古克团队拿出来初代产品,1957年才被推广开来。
不过为了这个实验室,陈常在对精密仪器实验室和光学实验室下达了这个任务。
他们只是用了不到一年的时间,就把这个设备给搞了出来。
陈常在等人进入实验室时,里面已有三名研究员正在为今天的硫化铅PbS光电导多晶薄膜生成实验做准备工作了。
陈常在进来後,他既没有指导工作,也没有说话,他只是在看汤定缘他们进行实验的步骤。
毕竟如果谈谈理论,陈常在还可以和他们进行交流,但如果是要去实际上手搞实验,那他陈常在也不是王大恒和汤定缘的对手。
即便是那三个作为助理的研究员,动手能力也要比他陈常在强的多的多。
想要在熔融石英基片上,生成硫化铅pbs光电导多晶薄膜,是个非常繁复的过程。
首先他们要对熔融石英基片进行强酸洗液的浸泡,清洗掉基片抛光时残留的抛光粉末0
然後再用去离子水多次清洗基片,最後用烘乾箱低温烘乾。
烘乾後还要在金相显微镜下,逐片检查基片表面是否有划痕、有没有灰尘颗粒。
如果有灰尘,那基片就得返回清洗,如果基片表面有划痕,那麽这个基片就要再次进行抛光,如果划痕过深,那就只能报废。
而基片在清洗检查完成後就得尽快进行入浴生成,时间如果过长,基片上就有可能落上灰尘。
生成硫化铅光电导多晶薄膜的沉积反应溶液,是由醋酸铅、硫脲,作为铅硫源。
再把强硷氢氧化钠PH值调至10—11。再加入络合剂控制析出速度,防止溶液直接沉淀结块,无法在基片表面生成多晶薄膜。
而且这个混合顺序绝对不能错,必须先把醋酸铅和络合硷性溶液进行混合。
水浴升温至32—36度,并保持温度恒定,最後才能添加硫脲。
当溶液调配完成後,就要把已经准备好的熔融石英基片,通过垂直悬挂夹具探入到溶液当中。
这些基片都是长宽10毫米,厚度一毫米的方形晶片。
基片在溶液内生成硫化铅光电导多晶薄膜的时间一般在60—90分钟。
这个时间不能太短,太短薄膜会太薄,响应效果会变差。
时间也不能太长,时间太长,生成的薄膜就会变厚,表面晶粒粗大,就容易疏松脱落。
只有在熔融石英基片表面慢慢长出来一层褐色镜面一样的多晶硫化铅薄膜,这个时候这个硫化铅光电导多晶薄膜才算是生成成功。
而最後这些晶片到底能不能合格,能不能满足使用要求,还要经过很多关口,最後才能确定。
当这批晶片完成了溶液内生成之後,就要被缓慢取出来。
然後用流动的去离子水轻缓的冲刷,冲掉晶片表面的松散浮粉颗粒,最後还要再进行低温烘乾。
不过此时获得的硫化铅光电导多晶薄膜,还没有红外光电导灵敏性,必须要进行敏化退火。
这个过程就叫做「氧敏化退火」。
这个退火工艺,就是硫化铅光电导多晶薄膜在生成之後的第一个生死关。
它的工作原理就是让薄膜表面少量受控的氧化,在这个氧化的过程当中,薄膜表面的晶界会生成微量硫酸铅缺陷。
而这个受控产生的缺陷,就是让硫化铅光电导多晶薄膜产生红外光电导效应的关键因素。
但是想要掌握这个氧化过程却是极其困难的,氧化不到位不行,那样没有红外响应。
可氧化一旦过头整炉的晶片就会彻底报废。
氧化炉中的温度、氧气浓度、氮气浓度,都要求要有精确的把握,差上毫厘,这一炉的晶片也就失败了。
陈常在看着汤定缘小心地把刚刚清洗烘乾完、已经生成了硫化铅光电导多晶薄膜层的晶片,小心地放进了氧/氮气混合炉中进行敏化退火。
然後所有人就开始了漫长的等待。
助理研究员在记录着实验过程中的每一个步骤,每一个实验的时间,就连晶片留空的时间都分毫不差的记录着,然後和之前的实验进行着对比。
而汤定缘和王大恒两人,则是严密的观察着氧化炉上所有仪表的变化,也记录着这些变化的数据。
漫长的六个小时过去了,炉温也从170°,缓慢的降了下来。
等到这些晶片终於从氧化炉中被取出来之後,这些褐色的晶片颜色已经发生了变化,变成了暗铁灰色亚光膜。
这一炉一共投入进去了100张晶片,这些晶片被取出来後,在真空蒸镀器中镀上了金电极。
在完成了这最後一道工艺之後,汤定缘和王大恒他们完全不顾疲劳,马上开始了晶片检测。
安静的实验室中,只有检测器械移动和防护服内置风机的声音,连呼吸声都被严密的防护服给封闭在了里面。
在检测的时候,王大恒和汤定缘两人频频的相互对望,那三个助理研究员,也同样边记录着,边互相看着彼此。
不过这些人在防护面罩里面的脸上,露出的却是极度不敢相信的神色。
又是两个多小时之後,这一百张晶片全都完成了检测,封装到了三个手提箱当中。
当所有人从实验室中走出来的时候,这一场前後历时16个小时的实验过程终於结束了。
这16个小时,包括陈常在在内,谁都没有合过眼,就连吃饭和方便,也是在实验间歇的时候,轮换着出去处理的。
可是现在这些人的眼中却没有丝毫的疲倦感,他们眼睛中透露出来的光,是那种极度兴奋时才会有的那种光。
在办公室中,汤定缘和王大恒两人互相看了一眼,然後又看向了陈常在。
汤定缘再次深吸了一口气,对陈常在说道:「老师,我们成功了。」
陈常在这个时候却是微笑着看着汤定缘,然後问道:「成功了?」
其实刚才在实验室中,陈常在就看出来了端倪。
虽然他这次是第一次参与这个实验,但是他却在最後进行晶片检测的时候,就看了出来汤定缘他们的神态不对劲。
最後这些晶片封装进手提箱里的时候,他更是看得出来,那一百片晶片,是被分成了三份装箱的,而且这三份还都是数量不一。
这只能说明一个情况,这100片晶片出现了三种状态,正常来说就是优秀、合格、不合格三种状态,才会把晶片分开装箱。
所以刚才陈常在才笑着对汤定缘问出了他的话。
汤定缘再次深吸了一口气後,说道:「是的,老师,成功了。
我们之前做出一组晶片之後,最多的时候只有七八片合格品,但也只能算是勉强可以在实验室中做实验的合格品,还不是可以直接使用的优秀品。
可是今天我们出炉的这一百片晶片,却有37片是优秀品,18片合格品,报废品45片。
这样的成绩我们之前可是从来都没有过的,百分之55的成品率啊!老师,百分之55的成品率啊!」
汤定缘越说越激动,说话的声音都因为过度的激动而变了音调。
这时他的眼睛中一直含着的眼泪终於控制不住的流了出来。
男儿有泪不轻弹,只因未到伤心处。
这麽多年的辛苦,日日夜夜的煎熬,终於在这一天品尝到了果实的甜美。
要说不激动,那除非是没有任何感情的机器人才能做到吧。而作为一个今年只有26岁的年轻人,能够忍到现在才把这份激动的心情爆发出来,也算是极其稳重的了。
陈常在这时也站了起来,先是向汤定缘和王大恒以及他们身後的三名助理研究员敬了一个军礼,随後就和他们拥抱了起来。
成功了,真的成功了。
这一次的成功是多少人的心血,多少人的付出才换来了今天这来之不易的成功。
在确定了这个消息之後,陈常在让那三个助理研究员出去向全所宣布。
他们努力奋斗了三年多的「红眼计划」,获得了第二阶段的完全胜利。
现在已经到了向最後的高地发起最後冲锋的时候了。
时间没过多久,整个光电感应实验室到处都爆发出来一阵阵的欢呼声。
声浪越来越大,好像滚滚的惊雷一般直冲天际。
看着窗外互相拥抱着、蹦跳着的那些研究人员,陈常在的嘴角也压不住地翘了起来。
这时他转过身,向汤定缘问道:「定缘,这次的成功是什麽原因?上一次的实验难道没有什麽预兆吗?」
汤定缘这时终於平复下来了心情,他说道:「没有,上一次的实验和之前的实验相比虽然有些进步,但是进步并不大。
这一次实验,是我们第三次进行的用熔融石英做为基片进行的实验。
不过这次我们在薄膜生成时间和氧化时间上相对於上次实验做了进一步的调整。
可是谁也没有想到,只是这麽一次小小的调整,竟然会产生这麽好的效果。
老师,我感觉您才是真正的幸运之子,之前您没有参与我们实验的时候,我们是步步受挫。
可是您今天这第一次参与我们的实验,我们马上就获得了这麽大的成功。
谁要是说您不是幸运之子,我一定会和他好好说道说道。」
王大恒这时也说道:「是啊老师,我也觉得您一定是受上天眷顾的人,要不怎麽能这麽巧,您一参加这次实验,我们就获得了如此的成功,这简直就是一个奇蹟。」
陈常在这时却哈哈大笑道:「你们啊,我那是什麽幸运之子,还记得昨天我对你们说过的话吗?
任何幸运都是建立在无尽的付出之上的,没有你们之前的付出,哪里会有今天的成功的幸运,你们辛苦了。」