第二天清晨,方旭東從暗室黑紙袋中取出第一張底片,核過編號後裝進圓形暗盒。
隔牆另一側,姜明已經沿高壓整流櫃查完接地線、泄放電阻和門控觸點,大劉則將鉛玻璃外的操作線束逐根編號。
老孫裁出的鉛皮圍住隔間三面,接縫處壓著窄鉛條。
醫用X射線管固定在可調支架上,銅靶窗口正對第五爐中段切下的拋光鍺片。
底片暗盒貼近樣品表面,中央小孔與管靶焦點、鍺片中心排成一線。
方旭東拿細線覆核軸線,又照著昨晚留下的試驗卡報出第一檔條件:「三十五千伏,五毫安,三十秒。」
大劉合上低壓電源,燈絲由暗轉亮。
姜明隔著鉛玻璃觀察管電流表,待讀數穩定才轉動調壓器,將高壓逐級送到三十五千伏。
串聯限流電阻接入以後,管電流落在五毫安,監測端與面板表讀數彼此對上,泄放支路和門控聯鎖也依次響應。
「人員退出隔間。老孫,把門扣嚴。」
眾人退到鉛屏蔽牆外,方旭東按住秒表,姜明向大劉抬了抬手。
高壓隨即接通,三十秒到點,方旭東拍下斷電開關,大劉合上泄放支路,面板指針沿刻度退回零位。
底片送進暗室,方旭東在紅燈下依次顯影、停影和定影,黑色從邊緣迅速鋪向中央,等到水洗結束,整張底片只剩濃重底色。
「過曝了,五毫安對這隻舊管太大。」姜明把底片放到燈下轉了轉,衍射斑點全壓進黑底,中央入射孔周圍也分不出層次。
他將管電流降到二毫安,曝光時間壓到十秒,第二張底片沖洗出來後,中央附近浮出幾圈灰影,斑點卻擠在一起,邊緣混成一片。
方旭東用放大鏡沿灰影找了兩遍,才指著暗盒位置問道:「是焦點太大,還是底片離樣品遠了?」
「醫用管的焦點改不了,先收幾何距離。」姜明拆開樣品架,將底片到鍺片表面的距離從三十毫米調到二十五毫米,又重新校正中央孔軸線。
老孫從鉛牆外探過身子,用自製角尺貼住暗盒邊緣,確認樣品座在鎖緊後保持原位,才把調節螺母上的記號重新刻清。
第三張底片裝好,管電流仍取二毫安,曝光時間改為十五秒,方旭東報完最後一個數,大劉斷開高壓,隔間裡只余燈絲逐漸暗下來的紅光。
暗室門合上以後,顯影盤中的藥液被方旭東輕輕晃動,底片中央先浮出入射孔留下的淺圈,隨後一簇分離清楚的黑點沿三個方向鋪開。
姜明把底片夾起,移到紅燈前檢查,三組主要斑點圍繞中心呈旋轉對應,邊緣斑點雖受舊管焦點限制,主對稱軸已經足夠判讀。
「這是三重對稱,[111]方向。」他將底片壓在事先畫好的透明角度尺上,先校正中央孔位置,再連接三組對應斑點的幾何中心。
對稱軸與底片中心法線錯開一段距離,按樣品至底片二十五毫米的幾何關係換算,偏角落在三點八度附近,與偏光顯微鏡測出的範圍正好重合。
方旭東把第一輪和第二輪偏光讀數拿來並排核對,高散差鍺片的消光方向同樣偏向晶柱彎曲一側,誤差來源由兩套方法指向同一位置。
老孫站在鉛牆外伸長脖子,看了半天才伸手接過底片,他避開藥膜邊緣,將那組三角分布的斑點迎向燈光。
「晶格藏在裡頭,照一張就把方向翻出來了。」他把底片放回工作檯,轉身拿起第五爐晶柱外形記錄,等著姜明標切割基準。
姜明沿晶柱外圓畫出原夾具定位線,又在內部補上真實[111]主軸,兩條線在中段偏尾逐漸分開,三點八度的夾角恰好落在彎曲記錄最明顯的位置。
「以後每根晶體切片前先拍勞厄底片,量出主軸,再把晶柱放到角度轉台上校正,切後覆核控制住,器件散差有機會壓到百分之五以內。」
老孫用鉛筆把角度轉台分成底座、旋轉盤和鎖緊座,刻線範圍先留足六度,鎖緊螺栓則改用兩側夾持,免得單邊壓緊帶動晶柱偏轉。
隔間門外傳來腳步時,吳漢章夾著預研方案走進來,他剛把第三張底片舉到燈前,王守武便帶著雙坩堝空載軸系報告到了502。
王守武原本把文件放在吳漢章桌上便準備返回物理所,走到隔間門口卻看見三面鉛牆、醫用管架和燈下那張底片,手裡的公文包隨即落回桌邊。
他接過底片,對著工作燈看了十來秒,又取下金絲邊眼鏡擦過鏡片,重新核對三組主斑點與中央孔的位置。
「背反射勞厄圖,你們用這隻醫用管拍的?」王守武把底片轉向姜明,手指落在三重對稱軸旁。
「舊胸片機拆下來的銅靶管,三十五千伏、二毫安、十五秒,樣品距底片二十五毫米,前兩張一張過曝,一張幾何距離偏大。」
姜明將曝光卡和三點八度換算紙遞過去,王守武坐到工作檯對面,從中央孔偏差、管焦點尺寸問到樣品表面法線,逐項核過角度修正。
此後三個小時,兩人圍著勞厄底片展開討論,王守武先從不同晶面對載流子遷移率的影響問起,又把話題推到點接觸器件配對和批量切割流程。
姜明將第五爐電阻率曲線、偏光讀數與器件散差疊到同一張位置圖上,材料純度和切片厚度保持相近時,晶向偏差成為最醒目的變量。
王守武從筆記本後頁翻出一份兩年前的備忘,上面記著他在普渡大學見過的鍺單晶勞厄定向流程,專用管源、測角台和標準底片判讀表列得齊全。
「回國後,我一直想把這套工序接進鍺單晶加工,物理所那台日本儀器排到兩個月以後,專用定向設備更排不上採購。」他說著又看向鉛牆後的舊管。
吳漢章靠著門框翻報告,聽到這裡便把零代樣管數據推過去:「我們等不起兩個月,三點八度已經把三十六隻器件的數據攪亂了。」
三點八度的換算結果與偏光讀數、器件散差相互吻合,王守武的詢問也隨之越來越細。
討論結束時,他把雙坩堝軸系報告留在桌上,又從公文包里抽出一份晶面指數與載流子遷移率文獻複印件,壓到第三張底片旁。
走到門口,王守武又回頭看了一眼裝在鋼板支架上的醫用X射線管,隨後對吳漢章說道:「你們這間屋子裡的東西越來越雜了。」
方旭東在討論記錄末頁寫下王守武本次停留超過兩小時,並主動留下晶面文獻,吳漢章則把勞厄底片複製件夾進二十四吉赫茲預研方案。
下班前,老孫將鋼料搬上鉗工台,照著姜明畫出的結構尺寸刻下角度轉台第一道基準圓。
底片上的三點八度,下一步便要落進轉台刻線,變成可以從晶體上擰回去的偏差。