Беседы о науке

Главное, впрочем, и так было понятно: Чохральский придумал метод получения кристаллов, который впоследствии сделал революции в мировой электронике. А именно – путем вытягивания кристалла из расплава на специально приготовленную для того затравку. Случилось это открытие в 1916 году. По одной из версий всё произошло случайно. Якобы, молодой химик-исследователь немецкой компании AEG Ян Чохральский при проведении очередных опытов с металлами ненароком обронил перо в расплав с оловом, а когда хватился и стал его поднимать, за пером потянулась тоненькая ниточка металла. Ученый решил ее исследовать и обнаружил полученную в ней монокристаллическую структуру. То есть – строго упорядоченное расположение атомов. Так появился первый монокристалл, вытянутый из расплава.

Конечно, «случайность» открытия была подготовлена многолетним научным рвением молодого польского исследователя. За ним стояли детские годы и начальная школа в маленьком польском городке Кцынь. Бесконечные химические опыты паренька в подвале родительского дома. Не раз вылетавшие после «удачных» опытов из дома стекла. Гнев отца и угроза выставить неукротимого «химика» за дверь. Ян, не дожидаясь претворения отцовских угроз в жизнь, сам в 16-летнем возрасте покидает отчий кров и, поскитавшись в качестве аптечного провизора по разным городам и весям, с еще более богатым багажом практических навыков по химии добивается инженерной позиции в крупной немецкой компании AEG. Где его и настигла судьба стать первооткрывателем судьбоносного для будущей мировой электроники способы выращивания кристаллов. А ещё – одного из самых любимых занятий, которым мне приходилось в своей профессиональной деятельности заниматься: растить эти самые кристаллы. Да, именно по знаменитому методу Чохральского – человека, ставшего для материаловедов-электронщиков почти иконой. Было это давно, когда жива была еще отечественная электроника. Но не будем о грустном. Попробуем как-то повеселей…

В общем так: растил детей, сады и кристаллы. С первыми двумя понятно – тянутся вверх. Наперекор гравитации. А к последним приспосабливаешься – вниз головой развиваются. Да еще крутятся – чтобы здоровья кристаллического прибыло. Чтоб без дефектов и всяческих бяк. Как дети. Разве что не прыгают и скачут. А так все тоже самое: рост – в движении.

У тех – ссадины на коленях, сопли, прыщики… У этих – дислокации, двойники, дендриты  и тоже… прыщики. Точечные, так сказать, дефекты. Приходится лечить. Но лучше – профилактика. Для первых – зарядка по утрам, обливание, проветривание. Короче – глаз, да глаз. Для вторых – закупоренные комнаты, мелочность в расчетах, неподвижное нависание над лункой смотрового окна. И тут не без пригляда…

Из расплава вытягивается кристалл. Именно так – по Чохральскому. Похоже, капризничает: играет диаметром и злит – «поймал градус» и непредвиденно «худеет».  Может «провалить» размер. Для опытного ростовика – почти оплеуха. +1240 чувствуешь нутром – без термопар, пирометров и проч. Как? Не спрашивай. Как настроение собственных детей – по громкости молчания, или отблеску озорных глаз…

У меня впереди – сутки. Ровно столько растет 80-миллиметровая буля монокристаллического GaAs (арсенида галлия). Это – если с чисткой камеры, ее загрузкой, неотступным бдением возле смотрового окна, выращиванием, охлаждением и т.д. Ровно 24 часа длится детство, отрочество и юность «кристалло-потомства». Впереди – взрослая жизнь: сделаться чипом, схемой, светодиодом, лазером… Достичь приличных высот. Если повезет – космических.  Но сначала – «пеленки»…

Наследственность – это затравка. Скажем так – материаловедческий ДНК. Что в затравке – то и у «детей». Яблоко – от яблони: черточки, черты, родимые отметины… На идеальный вариант надежд не много. Все равно юный кристалл нахватает структурных бацилл. Задача – их минимизировать. Скажем так, материаловедческая педагогика…

Вертящееся озерцо вязкой раскаленной гадости (несколько раз вырывало термопары – вонь чесночная, сладковатая, мышьяком: даром, что ли пенсию в 50 дают…). Жар отсекается толстыми станками ростовой камеры. Блики – светофильтром. Расплав трепещет и ищет упорядочивания – как ребенок соску: к кому бы прильнуть и обрести покой?..

Важен момент касания затравкой. Как транспортного корабля с космической станцией – асимметрия масштабов аналогичная. Тут важно не убиться и не задушить росток в объятьях  – нежно так поцеловать расплав изюминкой будущего кристалла. И зорко следить за последствиями свершившейся любви.

Она может быть разной. Бурной, с выкидыванием  по сторонам угловатых дендритов – признак пересыщенных чувств и упрямых вожделений. Перспективы никакой – «бешеный» кристалл сплавляешь. Может, напротив, быть крайне целомудренной, никак не продвигающейся дальше поцелуев. Куда деваться – ждешь…