校史故事 | “紧追诺贝尔奖级的科技步伐开展研究,并取得与国际前列基本同步的成果”

讲述人:李谟介,84岁,华中师范大学,退休教师

全国半导体大会战的中南地区骨干

1960年2月,学校派出由邱教授带领的物理系三人团队到中国科学院中南分院参加全国半导体大会战。中南地区会战点(中南组)的任务是追赶国际上最新的科技成就——研制Ge隧道二极管,主持单位为中科院中南分院,参加的单位有中科院武汉电子所、武汉大学、华中师范学院(现在的华中师范大学)、华中工学院(现在的华中科技大学)以及中科院江西电子所。该会战点设科学顾问二人,其首席是华师的邱永喜教授,另一位是武大的戴春洲教授。设专业大组长(即专业负责人)一人,由武汉电子所的朱华昌担任,政治大组长一人,由一位转业军官担任。在“大组”下设立了“材料”、“器件”和“测试”三个小组,材料与测试组的组长是电子所的研究人员,器件组(此次攻关的核心小组)组长由华师物理系四年级的一名学生担任。地点在武汉电子所的二楼。

各方面人员到齐后,首先在小会议室举行了一个庄重的动员会。会上,朱华昌依据美国《科学》杂志上发表的一篇论文,向大家介绍了日本江崎玲於奈教授于1958年发明的隧道二极管以及同年美国科学家利用隧道二极管集成出来的“固体微型振荡器”(集成电路孕育期的试探性器件)。他特别指出:这次大会战的项目对电子技术的发展具有划时代的意义,半导体新器件的出现意味着一场新的科技革命开始了,人们的生活将因电子器件的固体化与集成化而发生翻天覆地的改变。接着他又提请大家注意:我们这次会战的项目是严格保密的,其任务就是迎着国际上这一最先进的科学技术去“超英赶美”。

每一步都要自己“摸着石头过河”

三月中旬,会战领导组决定主攻获得隧道二极管的关键一步——对半导体材料实施重参杂。朱华昌要求器件组制订一个用真空闭管双温区法对锗单晶片进行砷(As)重掺杂的扩散方案,华师物理系学生承担了这个夺取第一高峰的任务。那时攻关组的所有成员几乎都没有系统地掌握半导体材料与器件的理论与技术,而且,当时除朱华昌手上的那篇英语论文,大家基本上没有另外的直接参考文献,每一步都要自己“摸着石头过河”。经过一个多星期的日夜奋战,终于写出了一份详细的《对Ge单晶进行As重掺杂的扩散方案》。

该方案送科学顾问审查,邱教授看后说很好,理论上没有问题,可以实施。由于担心设计有误,害怕石英管中As蒸气压过高发生爆炸而产生As泄漏事故,特别是怕As在高温炉中发生氧化反应生成剧毒的As2O3(砒霜)威胁在场人员的安全,所以,作为器件组组长的华师学生自己挑起了实施扩散操作的担子。

经过两天两夜的闭门实验(当时电压不稳,需要对实验系统进行严密监测和实时调整,每十分钟做一次记录),扩散结束,效果很好,获得了设计要求的结果。

担当“全能主力”

四月下旬开始全面“总攻”。为了保密,上级对实验楼加强了警卫,派来持冲锋枪的战士站岗(原来是未配备武器的士兵值班),所有的人都要凭胸牌才能进入实验大楼。

在最后的冲刺中,华师物理系学生几乎成了研制器件各道工序——切片-磨片-化腐-扩散-烧结-焊接-封帽的“全能主力”。

经过数月苦战,器件终于做出来了。七月初派人把样品送到中科院北京电子所代表国家检测,很快就传来了好消息,我们样品的隧道效应明显、典型,而且V-I特性曲线与江崎教授发表的实验结果完全一致。

在追赶诺贝尔奖级项目中 获得特别嘉奖

在江崎玲於奈之后,约两年的时间内我们便成功地做出了他那引起国际高度重视与极高评价(后来因此而获得诺贝尔奖)的发明——半导体隧道二极管,这标志着本次大会战所取得的成果,已让我们跻身于半导体技术的国际先进行列,进入了集成电路孕育期的探讨队伍。

经过群众推选和组织审查,上级决定将1960年上半年中科院中南分院先进工作者——中南地区半导体大会战中唯一的最高嘉奖授予了华师物理系学生。

因为这是一项高度保密的科研项目,按那个年代的规定任何人都不能外泄机密,谁也不允许撰写相关的论文、报道或透露有关的信息。因此,后来的人们(包括学校和地方党委)都不知道,在六十年代第一春,中国年轻的科技工作者、以邱教授为代表的华师物理系人也紧追着诺贝尔奖级的科技步伐开展过研究,并取得了与国际前列基本同步的成果。

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