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阙端麟:踏出中国硅单晶的一个脚印
发布时间:2009-03-29 来源:浙江大学 张岚 【字号:  

  人物名片:阙端麟,浙江大学材料科学与工程学系教授,中国科学院院士,半导体材料学家。1951年厦门大学毕业后留校,1953年调浙江大学工作。历任浙江大学教授、材料系副系主任、半导体材料研究所所长、浙江大学副校长,浙江省科协主席。曾荣获全国五一劳动奖章等荣誉。国内较早开始半导体材料探索的研究者之一。完成了高纯硅烷及多晶硅生产的成套技术并在国内推广,研究制备了高阻探测器级硅单晶。研究发明减压充氮直拉硅单晶技术,取得中国发明专利7项,该成果于1989年获国家发明二等奖。

  1957年,“发展半导体事业”被列入新中国第一个十二年科学发展规划,全国不少高校开始创办半导体材料方面的专业。浙江大学是国内最早开办工科半导体材料与器件的学校之一。阙端麟是浙大半导体材料与器件专业的主要创始人,由此专业发展而来的半导体材料学科,在上世纪八九十年代曾经是国内半导体材料学科中唯一的国家重点学科,是我国最早的半导体材料工学硕士点、博士点。依托学科建立的“硅材料国家重点实验室”,为1985-86年国家计委批准建设的第一批国家重点实验室之一。

  3月23日下午,伴着潇潇春雨,记者如约来到求是村阙端麟院士家。待得上楼,阙先生早已在迎候。耄耋之年的阙先生眼神明亮,精神矍铄,他亲切地招呼记者坐下,并为记者泡上一杯茶。在氤氲的茶香中,阙先生答复了记者对往事的追溯。

  1953年院系调整时,阙端麟被调到浙江大学工作。作为电机系的一名教师,他一开始并未从事半导体方向的研究。当时阙端麟为学生开设了一门新课:《电工材料》,其中包括了半导体的内容。在教学研究过程中,他觉得半导体材料是一个新的研究方向,于是在到浙大后的次年,便开始研究半导体温差材料,不久就研制成功了我国第一台温差发动机。当时,国际上对半导体材料———硅的研究也在开始阶段。经过分析思考,阙端麟选择了硅材料作为研究方向。在今天硅材料是电子工业的基础材料,是产量最大、用途最广的半导体材料。一个国家的硅材料研究、开发和产业水平,是它的电子工业发展水平的标志之一。

  硅是地球上很丰富的元素,但是,研究半导体硅材料的初时,首先需要提纯硅得到高纯度硅。1959年,阙端麟开始探索提纯硅烷及制备高纯硅技术。制备高纯硅有多种方法,之所以选择硅烷法,原因之一是这种方法制备的纯度最高;原因之二是这种方法国内还没有人在研究,尽可能避免重复其他方法的研究;原因之三是因为这种方法相对而言实验条件在当时比较适合浙大的许可。阙端麟认为这种方法在浙大是最切合实际的,最有可能成功的。但是,这种方法却是比较危险的,因为硅烷容易发生爆炸。事实上,在实验过程中,爆炸了不下十几二十次,阙端麟的一只手掌心就曾被炸开一个口子,缝了三针。到底爆炸了几次,倒没确切统计了,当时忙着记录统计的是一个个实验的数据。”阙端麟笑着说。由于经费有限,当时很多实验仪器就靠自己动手做,阙端麟自己还吹制玻璃制品等零件。为了防止实验中爆炸伤人,用铁丝网把实验设备罩起来。

  然而四、五年时间过去了,硅单晶制备技术上却没有取得突破。面对资金紧张、设备简陋、硅烷容易爆炸等重重困难,阙端麟和课题组为什么没有放弃呢。他说,一步步地改进实验方法,在实验中虽然失败但感到一步步地逼近成功一次次地看到曙光。1964年,终于在实验室取得高纯硅单晶。

  之后的“文革”期间,浙大组织了扩大的研究组,完成了浙大硅烷法成套工业生产设备研究。硅烷法至今为止仍是我国生产高纯硅烷的方法。阙端麟说,1968年浙大生产的高纯硅烷气就已经供应市场了,高纯硅烷气是一种重要的电子工业特气。随后阙端麟带领课题组积极参与国家“六五”攻关,又取得了高阻探测器级硅单晶的成功。

  此外、阙端麟研究发展了单色红外光电导衰减硅少子寿命测试仪;研究成功减压充氮直拉硅单晶技术,领导他的团队进入新的研究领域。

  阙端麟始终非常重视科研与生产相结合。他的科研成果一经鉴定就直接用于社会生产,所创造的经济效益又用来支持学科和实验室建设。现在学科拥有的生产基地是国内业界龙头之一,同时也是研究和开发半导体材料、培养相关高级专门人才的基地。

(责任编辑:侯茜)
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