沈天慧：三改專業一生報國終不悔

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/499553.shtm

為稀土鐵礦全分析方法作出貢獻、開創中國人自主研制高純硅的歷史、成功研制國產高檔微機存儲器、主持研制我國第一臺直徑2毫米的電磁型微馬達……作為新中國科技史上的杰出女將，沈天慧的成就書寫在多個研究領域。

走過近半個世紀的科研生涯，沈天慧成為我國著名的分析化學、半導體化學家，1980年當選為中國科學院學部委員。2011年1月，沈天慧辭世，走完了自己“腳踏實地”的科學人生。

今年4月，沈天慧迎來百歲誕辰。回顧沈天慧的一生，她為滿足國家需要三次改專業，以一生的行動實踐著自己對黨、對祖國誠摯的愛。

沈天慧 中科院學部局供圖

求學、科研初體驗 愛國心“發芽”

沈天慧1923年4月出生在浙江省嘉善縣，兄妹四人，她排行最后。她的父親沈質人是杭州廣濟醫學院畢業的醫生，曾任嘉善縣醫院院長。

雖然幼年時期家境尚可，后來父親中風后多年臥床不起，讓沈天慧一家的生活開始變得困難。

然而，徹底擊垮這個家庭的是1937年開始的抗日戰爭。在一篇回憶錄中，沈天慧這樣寫道：“日機經常來‘光顧’，我的家就在日機轟炸下，化為灰燼。我們就離家去杭州，后又轉到金華，生活極不安定。”

即使在這樣的顛沛流離下，她的父母還是很重視子女的學業，每到一個地方，就為他們聯系當地的中學借讀。就這樣，沈天慧走上了艱辛的求學之路。

在上海上學期間，面對學業上的困難，她從來沒有放棄，總是加倍用功補習因為輾轉搬家落下的功課，每學期都能以優秀成績獲得獎學金，以減輕高昂的學費給父母帶來的負擔。

等到1942年她高中快要畢業時，日本帝國主義在珍珠港事件助推下更加囂張，接管了上海租界。當時，沈天慧的雙親再也無力為她繼續升學提供生活費，她只好找工作自食其力。最終，她和許多升學無門的高中生一起，來到一家藥廠一邊當練習生，一邊學習化學和外語。

青少年時期艱辛的求學之路，在沈天慧的心中埋下了一顆愛國的種子。在她看來，自己求學歷程的坎坷不平與當時國弱民孱的現實分不開。“新中國的青年，生活安定，學校大門為每個有志求學的人敞開。奉勸年輕人，要抓住時機，努力學習，成為一個對國家有用的人才。”沈天慧曾這樣呼吁。

幾年后，當沈天慧正式邁出科研第一步的時候，這顆愛國的種子也開始生根發芽。1952年，沈天慧響應國家“科研工作深入工礦企業，為工業解決問題”的號召，前往位于長春的中國科學院應用化學研究所（后改名為中科院長春應用化學研究所），與東北工礦企業結合，分析地下水質和礦藏資源。在這里，沈天慧從分析化學基礎研究轉向了應用研究，走上了科研與生產實踐相結合的道路。

1954年，包頭白云鄂博稀土鐵礦被發現，查明鐵礦中的稀土含量，以決定該礦的開采價值，成為擺在科學家面前的新任務。沈天慧沒有猶豫，和同事們一起調到位于沈陽的中科院金屬研究所，開始從事稀土鐵礦的全分析方法研究，為進一步冶煉提供了有價值的資料。

成就國產高純硅

20世紀50年代，國際上掀起探索新型半導體材料——硅材料的熱潮。1957年，我國第一個長期科學技術發展規劃 《十二年科技發展規劃》出爐，其中就包括半導體硅材料的科學研究。

為此，1957年，沈天慧被派往蘇聯科學院莫斯科冶金研究所學習半導體純硅材料的研制。

對沈天慧而言，半導體是一門全新的學科，得從頭學起。她深感肩負著一份沉甸甸的責任——為了填補國家在這一科研領域的空白。于是，她每天工作學習達到10幾個小時，努力吸收新知識。

憑借扎實的分析化學基礎和頑強的毅力、堅定的信念，她花了兩年時間就基本上掌握了當時還是世界科學尖端的半導體材料研制技術。學成回國后，沈天慧又回到中科院長春應用化學研究所，立即著手采用三氯氫硅法制備高純半導體材料硅，目標是“6個9”的硅。

這種方法以2個“9”即純度為99%的粗硅為原料，用化學方法使其形成易揮發的氯化物，然后經過分鎦、吸附等手段將雜質分離出去，再用氫氣將氯化物還原成硅。這樣，硅材料的純度可以達到99.9999%以上，就達到了用來做硅器件的要求。

沈天慧（左三）和科研人員在一起。中科院學部局供圖

那時，沈天慧每天大部分時間都在埋頭實驗，幾乎不休息。他們爭分奪秒，只用了幾個月時間，就研制出我國第一批用這種方法制備的半導體高純硅，開創了中國人自主研制高純硅的歷史。這也成為沈天慧一生中最重要的科學成就之一。

沈天慧（中）正在開展研究工作。中科院學部局供圖

20世紀60年代，半導體硅材料和硅器件及微型計算機研究提上日程。半導體材料成功攻關后，沈天慧沒有停下腳步，義無反顧地走上為國家攀登半導體器件科學高峰的征程。

1969年，她離開長春應用化學研究所，前往北京籌建156工程處，也就是后來的航天工業部771研究所，并和丈夫、孩子一起，舉家遷至陜西省臨潼縣建所，開始了長達17年的堅守。

在這里，沈天慧在硅材料器件方面開創一片新天地，開辟了磁疊片存儲器和玻璃半導體記憶材料的研究領域。

開創集成電路新領域

1974年，為了祖國航天事業的需要，沈天慧的科研方向由半導體材料轉向大規模集成電路的工藝研究。從分析化學到半導體材料，再到大規模集成電路研制，她第三次為了國家需求而改變專業方向。

對化學家而言，集成電路是一個全新的領域。沈天慧信心滿滿：“這三個領域雖然許多基礎和專業知識有所不同，但都離不開化學知識和實驗的基本功，有此兩者，做起工作來就會得心應手。”經過深入思考，沈天慧也在集成電路領域找到了化學的位置。

艱苦的工作環境也沒有難倒她，更沒有動搖她作為一位愛國科學家的堅定信念。研制集成電路對工作環境空氣干燥、溫度恒定，研究人員特意造出一個類似“套子”的實驗室。長年呆在這樣的環境中工作，沈天慧患上嚴重的類風濕關節炎，手、腿都顫抖，行走也不便。

她全身心沉浸其中，依然堅持著追求真理、嚴謹治學的求實精神，淡泊名利、潛心研究的奉獻精神。

對維持大規模集成電路的潔凈環境，沈天慧不僅制定了細致的操作規則，還親自示范。她常常帶著病痛和大家一起跪在地板上擦地，擼起褲腿光著腳沖洗實驗室。正是在她的榜樣力量影響下，科研人員鉚足干勁，硬是把原來需要1個月的制備流程，縮短到了7天，極大地提高了產品質量。

1975年，在沈天慧帶領下，國產高檔微機存儲器1024出爐，填補了國內空白，對發展我國微電子事業發揮了重要作用。隨后，她帶領的研究小組相繼研制成功多種大規模集成電路，多次獲得國家科學技術獎等科技獎勵。

1979年，沈天慧加入中國共產黨， 一年后當選為中國科學院學部委員。

此后，沈天慧于1987年調入上海交通大學，開始從事磁盤基片表面化學鍍NI-P層、釹鐵硼材料表面保護、硬磁盤表面潤滑層及微機電系統研究。我國第一臺直徑2毫米的電磁型微馬達也在她的主持下誕生。