第297章 氮化镓不仅仅要生产，还得寻找最好（2/2）
“老师，老师！”一名学生兴致勃勃地跑了过来：“我们的氮化镓薄膜，成功生长到了四百纳米的厚度！”
张同从显微镜下抬起头来：“是吗？这可是个好消息，我们这就过去看看！”
“老师，这氮化镓到底有什么用啊？”
“用处当然大了，对了，给你们秦亮师兄打个电话，把他叫过来！”
具体有啥作用……张同也不是很清楚，但是，秦亮对这个东西很重视，还说这是能弯道超车的，按照他的理解，氮化镓这东西，现在最主要的就是造个发光二极管，然后……用在光纤通信了吧？
不用想那么多了，既然秦亮说有用，那就一定有用！
氮化镓制取实验室内，各种设备一字排开，看着这些设备，张同就很是感慨，咱们能多种方式手段同步进行，就是因为手头有钱，咱们西工大搞科研，早就不需要上级拨款了！自己有的是研发经费！
噔噔噔……
“氮化镓出来了？好啊，咱们西工大材料系，又立了大功！”
听声音，就知道是秦亮了，只见他衣衫不整，这脸上还有个红色的……嘴唇印？咳咳，这大半夜的，把秦亮给从被窝里叫起来，还真是不合适。
“其实，氮化镓早就造出来了，咱们现在做的，是为了解决工业化生产的问题。”张同介绍起来。
很多东西，实验室可以制备出来，但是无法工厂大批量生产，因为工厂的环境和实验室不同，如果直接复制，那带来的是成本的飙升。
1871年，德米特里-门捷列夫根据自己的元素周期表，预测了镓的存在，1875年，由保罗-德布瓦博德兰发现，又到了1932年，乔治-赫伯特-琼斯带自己实验室的人，在高温下降将镓和氨气反应，支撑了氮化镓材料，发现了这种材料惊人的性能。
第一个优点就是热稳定性，哪怕在高温环境中，依旧能保持稳定的性能，这也就意味着，它更耐用，就像是后世的氮化镓充电器，说明书上就有，工作的时候会发热，别怕，正常现象。
其次，就是优秀的电子迁移率和电子饱和速度，这些指标是硅等传统材料的十倍以上，这样一来，在制造高频功率器件的时候，有很大的用处。
简单来说，就是手机里的射频元件、5g里的射频功率放大器，还有……主动相控阵雷达上的t/r组件等等。
再次，就是它的能隙很宽，传统的第一代半导体硅，只有1.1ev，二代材料硒化镉也不过1.8ev，而氮化镓足足达到了3.4ev，这样可以减少材料中电子和空穴的复合几率，从而获得卓越的光电特性，比如说制造激光二极管，一个小小的灯泡一样的东西，就能产生405纳米的紫光激光。
总之，氮化镓有着各种优秀的特性，谁掌握了它，谁就能掌握未来电子技术！
“目前，国际上最主要的生产氮化镓的方式是金属有机化合物气相沉积技术，也就是mocvd，这种技术在六十年代被提出，到现在，差不多已经趋近成熟和完善了，用tmga做为镓源，用nh3为反应气体，保护气是高纯度的氮气，在高温条件下，就能在蓝宝石衬底上成功制备出薄层氮化镓。”
张同指着其中一台设备说道：“我们最开始制备氮化镓，就是用这个方式，但是，实验过后，我们就放弃了。”
“为什么？”
“太贵。”
氮化镓就是个薄膜，需要附着在蓝宝石上！而且，其他的原材料，价格都不便宜，所以，这方式虽然已经近乎成熟，而且生产速度快，产品质量高，产量高，但是……
咱们用不起！
“后来，咱们又试过了hvpe，也就是氢化物气相外延的方式，生产速率快，可以得到大尺寸的薄膜，但是，价格也贵，照样无法大量生产，所以，咱们最终，开创出来了全新的方式，咱们把它叫做氨热法。”
张同一边说，一边带着秦亮来到了最里面的设备旁边。
“这是咱们独创的技术，受到水热法生产石英的启发，咱们发明了类似的技术，只是把溶剂从水换成了氨。”
“这里面的高压反应容器分成两个区，一个溶解区，一个生长区，溶解区可以将多晶氮化镓溶解，然后生长出来纯度高的单晶氮化镓，由于对流关系，生长过程中，没有参与溶解的镓可以回到溶解区，循环反复使用，这样的产品，纯度高，晶体质量高，关键是便宜……”
咱们东方的相控阵雷达能够做成白菜价，和原料价格低有很大的关系，现在，己方已经找到了正确的方式！
这样一来，咱们的半导体材料，直接从第一代跨越到了第三代！
从氮化镓材料到相控阵雷达，可能还需要三五年的时间，不过，只要搞出来，在这个领域里，咱们就能成为世界第一！
“这东西……有缺点吗？”
“有，缺点就是生长速率低，产量低，不过，我们可以多安装这些反应炉，用数量优势来弥补。反正……便宜嘛。”
秦亮点头：“嗯，材料系的校办工厂，可以开始着手生产这种氮化镓材料了，不过，这个工厂需要高度保密，我们不仅仅要挑选可靠的工人，还要请部队驻扎。”
部队是愿意来当保安的，因为他们知道，西工大的很多研发产品有多逆天。
“好！不过……这氮化镓的产品开发，怕还是需要时间啊。”
“嗯，我们第一个开发的产品，就是t/r组件，也就是高频射频元件，这个开发出来，将会让我们在这个领域里，达到世界第一！”
“好，那咱们和电子系一起研制！”张同点头：“接下来，这个项目就是材料系的重点项目！”
“嗯，我们的研发人员，也会因为这些成就而载入史册！”
在场的学生们，个个精神振奋，目光发亮。
具体怎么研制，已经不用秦亮来干涉了，毕竟他也不清楚，他只要指路就行，指点完了这些，秦亮打了个哈欠，接下来，该回去睡觉了……
“秦亮同学啊，咱们这氮化镓，能不能用在卫星上？”
既然是高频射频器件，那当然就得考虑到卫星的使用了。
当年，东方红响彻太空，靠的就是电子管的优秀性能，美苏的卫星都是晶体管的，功率太低，和咱们的电子管没法比，而现在，有了更先进的氮化镓，那咱们的卫星性能，是不是也能上个台阶了？
“对啊，咱们的北斗一号，已经进行了一年半的时间，技术原理都掌握了，接下来就开始设计卫星了，这要是用了咱们的氮化镓，这卫星性能，应该能上一个台阶啊！”
北斗！
80年夏天，项目启动，航天系也有了重点项目，之后……秦亮就没管过，任由他们自己研究。
现在……已经到卫星设计阶段了！
这个项目，关系重大，现在，gps还没有正式组网呢，如果咱们的北斗双星先投入使用，那就是全世界第一个卫星导航系统啊！到时候，哪怕先占领了亚洲市场，那也能获得巨大的经济利益，北斗二代，也就可以跟着上马了。
航天系干得不错，等明天，过去看看！
至于现在，还是回去睡觉吧。
ps：氨热法的原理图和半导体材料对比。
(本章完)