1918年2月7日，一位未來(lái)中國(guó)偉大的半導(dǎo)體材料領(lǐng)導(dǎo)人——林蘭英在福建莆田縣出生了。盡管林氏一族在當(dāng)?shù)貍鞒杏凭?，素有名望，是福建莆田?dāng)?shù)氐拿T(mén)望族，被當(dāng)?shù)厝朔Q作“媽祖后人”、“九牧林家”，但是在上個(gè)世紀(jì)二十年代，人們普遍認(rèn)為男孩才是一個(gè)家族的希望，所以女孩仍不被家庭重視，盡管林家祖父對(duì)此很是失望，但是這個(gè)女?huà)胱鳛樽约簝鹤拥牡谝粋€(gè)血脈，他還是親自為這個(gè)孩子起名“蘭英”。
而林蘭英也將是中國(guó)未來(lái)半導(dǎo)體材料科學(xué)的奠基人和開(kāi)拓者，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)科研界最早的那一批領(lǐng)導(dǎo)者，“林蘭英”這個(gè)名字也將會(huì)在中國(guó)歷史上有著一席之地。
童年窮困仍學(xué)業(yè)有成
林蘭英的童年過(guò)得并不能算得上幸福，母親在家中的地位一直到生下兒子林文豪之后才得到了改善，并且在這之后還生下過(guò)四個(gè)女兒。不幸的是這四個(gè)女兒有的早早夭折，有的被送去鄉(xiāng)下當(dāng)了童養(yǎng)媳，只有林蘭英被留在了家中。
林蘭英之所以能夠留在林家成長(zhǎng)，是因?yàn)樗孕【秃苣芨伞乃臍q那一年便能拿著抹布擦桌子，拿著比自己還高的笤帚打掃家中庭院。五歲時(shí)候的林蘭英便開(kāi)始幫家里人做飯，負(fù)責(zé)一家人的一日三餐，并且還要照顧出生不久的弟弟。林蘭英承受著這個(gè)年紀(jì)本不該承受的重?fù)?dān)。
后來(lái)的林蘭英憑借自己優(yōu)秀的成績(jī)，考上了福建私立協(xié)和大學(xué)的物理院系，成為了莆田地區(qū)的第一位女大學(xué)生，并且被當(dāng)?shù)厝朔Q作“女狀元”。但是這些榮譽(yù)并沒(méi)有讓林蘭英迷失自己的目標(biāo)，不斷地學(xué)習(xí)仍然是她每天最重要的事情。
她立志要去西方國(guó)家學(xué)習(xí)最為先進(jìn)的技術(shù)，并且將這些科學(xué)技術(shù)帶回國(guó)內(nèi)，改變祖國(guó)的現(xiàn)狀。
1948年8月，林蘭英拿到了賓夕法尼亞大學(xué)迪金森學(xué)院的錄取通知書(shū)，與家人揮手告別遠(yuǎn)離故土，在1955年，林蘭英利用八年的時(shí)間拿到了博士學(xué)位，成為了賓夕法尼亞大學(xué)校史上面的第一位中國(guó)女博士。并且因?yàn)樵谛Ｆ陂g表現(xiàn)得成績(jī)尤為突出，林蘭英的導(dǎo)師羅思十分看重這個(gè)中國(guó)女孩，認(rèn)為她必將會(huì)擁有自己的成就，于是導(dǎo)師羅思推薦林蘭英去索菲尼亞公司擔(dān)任高級(jí)工程師。
這也將是林蘭英與半導(dǎo)體結(jié)緣的契機(jī)。
因硅研究在半導(dǎo)體行業(yè)名聲大噪
學(xué)習(xí)期間，適逢美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家運(yùn)用固體物理理論解釋了半導(dǎo)體現(xiàn)象，并與冶金技術(shù)結(jié)合制成了世界上第一塊半導(dǎo)體鍺單晶，轟動(dòng)了全世界。正在學(xué)習(xí)固體物理的林蘭英，迅速發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)研究對(duì)國(guó)家戰(zhàn)略的巨大意義，開(kāi)始了對(duì)半導(dǎo)體材料的研究。
半導(dǎo)體是一種介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)。在我國(guó)說(shuō)起它，許多人會(huì)把它與收音機(jī)聯(lián)系起來(lái)，甚至誤認(rèn)為半導(dǎo)體就是收音機(jī)。實(shí)際上，收音機(jī)是我國(guó)用半導(dǎo)體材料生產(chǎn)的第一件民用產(chǎn)品。但它真正的意義并非如此。
這家公司是當(dāng)時(shí)美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)中的領(lǐng)跑者，有著非常先進(jìn)的半導(dǎo)體研究成果。在這家公司工作期間，在林蘭英的研究下，為公司解決了硅單晶制造過(guò)程中所存在的污染問(wèn)題，并且非常創(chuàng)新的設(shè)計(jì)了籽晶保護(hù)罩，后來(lái)又為公司解決了硅和鍺的歐姆接觸問(wèn)題，并且在這個(gè)過(guò)程之中，林蘭英先后申報(bào)了兩項(xiàng)專利，發(fā)表了無(wú)數(shù)論文深受公司的賞識(shí)，并且在半導(dǎo)體研究行業(yè)里面名聲大噪，成為行業(yè)知名學(xué)者。
毅然回國(guó)在我國(guó)半導(dǎo)體材料研究領(lǐng)域作出重要貢獻(xiàn)
在上個(gè)世紀(jì)的五十年代，隨著中國(guó)不斷地發(fā)展，需要大量的科技人才為國(guó)助力。很多在海外的學(xué)者紛紛踏上了回國(guó)的路程，1956年，林蘭英也決定回到自己的祖國(guó)，為祖國(guó)的半導(dǎo)體研究出一份力。對(duì)此索菲尼亞公司對(duì)林蘭英許下巨大的財(cái)富以及名利，希望林蘭英繼續(xù)留下來(lái)工作，但是林蘭英回國(guó)的心非常堅(jiān)定，拒絕了索菲尼亞公司的挽留。
美國(guó)曾無(wú)數(shù)次阻攔想要回到祖國(guó)的中國(guó)學(xué)者，著名學(xué)者錢(qián)學(xué)森就因?yàn)橄胍氐阶鎳?guó)而遭受到美國(guó)的阻攔，甚至直接被關(guān)入獄。
林蘭英也受到了不少的阻撓，但是歷經(jīng)幾次波折，她終于踏上了回國(guó)的路。
當(dāng)時(shí)中國(guó)的半導(dǎo)體研究才剛剛起步，美國(guó)學(xué)者曾斷言，中國(guó)要到60年代才能著手于半導(dǎo)體單晶材料的研究，但王守武，廖德榮，姜文甫等在林蘭英協(xié)助下，于1957年11月拉制了中國(guó)第一根鍺單晶。1958年秋，林先生用從國(guó)外帶回的硅單晶做籽晶，拉制成功了中國(guó)第一根硅單晶。到1962年秋，林先生悉心指導(dǎo)科研人員，利用自行設(shè)計(jì)制作的硅單晶爐，拉制成功了無(wú)位錯(cuò)的硅單晶。后來(lái)的林蘭英又投入研發(fā)硅單晶爐。她仔細(xì)考察、分析了蘇聯(lián)封閉式硅單晶爐，發(fā)現(xiàn)了不足，開(kāi)始研究設(shè)計(jì)中國(guó)式硅單晶爐。1961年的深秋，由林蘭英主持設(shè)計(jì)加工的中國(guó)第一臺(tái)開(kāi)門(mén)式硅單晶爐制造成功。1962年春，林蘭英依靠國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)開(kāi)門(mén)式硅單晶爐，正式啟動(dòng)拉制工作。中國(guó)第一根無(wú)位錯(cuò)的硅單晶拉制成功，無(wú)位錯(cuò)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。
1962年，在成功拉制中國(guó)第一根無(wú)位錯(cuò)的硅單晶后，林蘭英又采用水平布里奇曼生長(zhǎng)法，成功制備了砷化鎵單晶——砷化鎵是第二代半導(dǎo)體材料，非常重要。在這期間，林蘭英又把目光投向了硅外延材料的研制。這是一種具有兩層硅單晶結(jié)構(gòu)的材料，具有非常重要的戰(zhàn)略意義。在硅單晶的基礎(chǔ)上，她又一次成功了。這種硅外延材料制作的一些新型硅器件，使得軍用雷達(dá)、電臺(tái)、遙感測(cè)量?jī)x器等更為精確可靠。值得一提的是，這種材料在第一顆原子彈的制造過(guò)程中發(fā)揮了不可忽視的作用。林蘭英也因此成為了為“兩彈一星”作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家之一。
1973年，還在“文革”風(fēng)雨中的她，第一次提出用汽相外延和液相外延法制取砷化鎵單晶，后來(lái)，砷化鎵汽相外延電子遷移率連續(xù)4年居國(guó)際最高水平，至今還處于國(guó)際領(lǐng)先地位。
80年代，她開(kāi)創(chuàng)性地提出在太空微重力條件下拉制砷化鎵的設(shè)想。1987年8月，中國(guó)終于在第九顆返回式人造衛(wèi)星上拉制出了第一塊高質(zhì)量低缺陷的砷化鎵單晶。
2003年3月4日，林蘭英院士與世長(zhǎng)辭，結(jié)束了自己傳奇的一生，我們永遠(yuǎn)感恩林蘭英院士以及像她一樣的人，這種為國(guó)家?jiàn)^斗和無(wú)私奉獻(xiàn)的精神，也觸動(dòng)著每一代的中華兒女。
在一代代科研人員接力下， 2016年天宮二號(hào)升空，就開(kāi)始用上半剛性三結(jié)砷化鎵電池板的全新技術(shù)，這時(shí)中國(guó)已經(jīng)在新型太陽(yáng)翼技術(shù)上，走在了前頭。不知是不是巧合，2017年美國(guó)緊接著在國(guó)際空間站，測(cè)試了砷化鎵太陽(yáng)翼，計(jì)劃2022-2023年給ISS換上新設(shè)備，增強(qiáng)發(fā)電能力。與中國(guó)前后腳更新太陽(yáng)翼設(shè)備。
評(píng)價(jià)和結(jié)語(yǔ)
光伏產(chǎn)業(yè)興起于歐洲，后發(fā)動(dòng)力在中國(guó)，這與中國(guó)科學(xué)家們所做的努力分不開(kāi)。中國(guó)的半導(dǎo)體行業(yè)總銷售額2002年為268.4億元，2008年為1248億元，2015年為3609.8億元，平均年增加率22%，在近年來(lái)更是迅猛增長(zhǎng)，國(guó)民乃至東南亞、歐洲等地區(qū)的硅片需求量都很大。我國(guó)的光伏發(fā)電技術(shù)目前已經(jīng)成熟，發(fā)展勢(shì)頭迅猛。
從本世紀(jì)初至今，中國(guó)的多晶硅-光伏行業(yè)在短短20年時(shí)間里，風(fēng)云變幻、沉浮輪轉(zhuǎn)，已極盡濃縮了其他行業(yè)幾十年甚至上百年的發(fā)展軌跡。這與中國(guó)大力扶持光伏企業(yè)的政策分不開(kāi)，更與林蘭英這樣的科學(xué)家們做出的巨大貢獻(xiàn)分不開(kāi)。
新浪新聞這樣評(píng)價(jià)林蘭英：林蘭英是中國(guó)半導(dǎo)體材料科學(xué)的奠基人和開(kāi)拓者，她帶動(dòng)同事一起創(chuàng)造了多個(gè)“新中國(guó)的第一”，受到全世界科學(xué)家關(guān)注，在砷化鎵晶體太空生長(zhǎng)和性質(zhì)研究諸方面取得了舉世矚目的成就，被譽(yù)為“中國(guó)太空材料之母”。
中國(guó)科學(xué)院學(xué)部與院士這樣評(píng)價(jià)林蘭英：林蘭英是中國(guó)半導(dǎo)體科學(xué)事業(yè)開(kāi)拓者之一。
何梁何利基金這樣評(píng)價(jià)林蘭英：林蘭英從事半導(dǎo)體材料科學(xué)40年，是中國(guó)半導(dǎo)體材料科學(xué)的奠基人，對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體材料科學(xué)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。
林蘭英胸懷大志，腳踏實(shí)地，堅(jiān)忍不拔，勇攀科學(xué)高峰。她不僅勤奮、扎實(shí)、深入地學(xué)習(xí)和鉆研數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科理論，更重視實(shí)踐，并在實(shí)踐中不斷探索。她在向科學(xué)進(jìn)軍的崎嶇道路上，不畏艱難險(xiǎn)阻，奮勇當(dāng)先。筆者愿意將這種精神稱之為“林蘭英精神”。
她不僅自己在學(xué)術(shù)上面有著重大貢獻(xiàn)，在這40多年來(lái)，她還傾注心血，精心指導(dǎo)，培養(yǎng)出一大批半導(dǎo)體物理和材料的高水平的科研和教學(xué)人才，這些人才也都為我國(guó)的光伏半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都作出了較大貢獻(xiàn)。
中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景廣闊，中國(guó)制造的光伏產(chǎn)品遠(yuǎn)銷世界各國(guó)，這是中國(guó)民族企業(yè)的崛起，未來(lái)將會(huì)有更多的林蘭英投身于半導(dǎo)體材料建設(shè)當(dāng)中去，林蘭英精神也會(huì)繼續(xù)傳承下去！
原標(biāo)題：拉制中國(guó)第一根硅單晶，設(shè)計(jì)中國(guó)的單晶硅爐！林蘭英院士的光伏傳奇故事
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