沈天慧 中科院学部局供图
本报记者 甘晓
为稀土铁矿全分析方法作出贡献、开创中国人自主研制高纯硅的历史、成功研制国产高档微机存储器、主持研制我国第一台直径2毫米的电磁型微马达……作为新中国科技史上的杰出女将，沈天慧的成就书写在多个研究领域。
近半个世纪的科研生涯中，沈天慧成为我国著名分析化学、半导体化学家，1980年当选为中国科学院学部委员。2011年1月，沈天慧辞世，走完了自己“脚踏实地”的科学人生。
今年4月是沈天慧百岁诞辰。回顾沈天慧的一生，她为满足国家需要三次改专业，以一生的行动实践着对党、对祖国诚挚的爱。
求学、科研初体验 爱国心“发芽”
沈天慧1923年4月出生于浙江省嘉善县。父亲沈质人是杭州广济医学院毕业的医生，曾任嘉善县医院院长。虽然幼年时期家境尚可，但父亲中风后多年卧床不起，沈天慧一家的生活开始变得困难。
然而，彻底击垮这个家庭的是日本侵华战争。在一篇回忆录中，沈天慧这样写道：“日机经常来‘光顾’，我的家就在日机轰炸下，化为灰烬。我们就离家去杭州，后又转到金华，生活极不安定。”
即使在这样的颠沛流离下，沈天慧的父母也很重视子女的学业，每到一个地方，就为他们联系当地的中学借读。在上海上学期间，面对学业上的困难，她从来没有放弃，总是加倍用功，补习因为辗转搬家落下的功课。她每学期都能以优秀成绩获得奖学金，以减轻高昂的学费给父母带来的负担。
1942年，沈天慧即将高中毕业时，日本接管了上海租界。沈天慧的双亲再也无力为她继续提供生活费，她只好自食其力。最终，她和许多升学无门的高中生一起来到一家药厂，一边当练习生，一边学习化学和外语。
青少年时期艰辛的求学之路，在沈天慧心中埋下了一颗爱国的种子。在她看来，自己求学历程的坎坷不平与当时国弱民孱的现实分不开。“新中国的青年生活安定，学校大门为每个有志求学的人敞开。奉劝年轻人，要抓住时机，努力学习，成为一名对国家有用的人才。”沈天慧曾这样呼吁。
几年后，当沈天慧正式迈出科研第一步时，这颗爱国的种子开始生根发芽。1952年，沈天慧响应国家“科研工作深入工矿企业，为工业解决问题”的号召，前往位于长春的中科院应用化学研究所（后改名为中科院长春应用化学研究所），与东北工矿企业结合，分析地下水质和矿藏资源。在这里，沈天慧从分析化学基础研究转向了应用研究，走上了科研与生产实践相结合的道路。
1954年，包头白云鄂博稀土铁矿被发现。查明铁矿中的稀土含量，以确定该矿的开采价值，成为摆在科学家面前的新任务。沈天慧没有犹豫，和同事们一起调到位于沈阳的中科院金属研究所，开始从事稀土铁矿的全分析方法研究，为进一步冶炼提供了有价值的资料。
成就国产高纯硅
20世纪50年代，国际上掀起探索新型半导体材料——硅材料的热潮。1957年，我国第一个长期科学技术发展规划《十二年科学技术发展规划》出炉，其中就包括半导体硅材料的科学研究。为此，1957年，沈天慧被派往苏联科学院莫斯科冶金研究所学习半导体纯硅材料研制。
对沈天慧而言，半导体是一门全新学科，得从头学起。她深感肩负着一份沉甸甸的责任——填补国家在这一科研领域的空白。于是，她每天工作学习十几个小时，努力吸收新知识。
凭借扎实的分析化学基础和顽强的毅力、坚定的信念，她花了两年时间就基本掌握了当时是世界科学尖端的半导体材料研制技术。学成回国后，沈天慧又回到中科院长春应用化学研究所，立即着手采用三氯氢硅法制备高纯半导体材料硅，目标是“6个9”的硅。
这种方法以“2个9”即纯度为99%的粗硅为原料，用化学方法使其形成易挥发的氯化物，然后经过分镏、吸附等手段将杂质分离出去，再用氢气将氯化物还原成硅。这样，硅材料纯度可以达到99.9999%以上，满足了做硅器件的要求。
那时沈天慧每天大部分时间都埋头做实验，几乎不休息。他们争分夺秒，只用了几个月就研制出我国第一批用这种方法制备的半导体高纯硅，开创了中国人自主研制高纯硅的历史。这成为沈天慧一生中最重要的科学成就之一。
20世纪60年代，半导体硅材料和硅器件及微型计算机研究提上日程。半导体材料成功攻关后，沈天慧没有停下脚步，义无反顾走上了为国家攀登半导体器件科学高峰的征程。
1969年，她离开长春，前往北京筹建156工程处，也就是后来的航天工业部771研究所，并和丈夫、孩子一起，举家迁至陕西省临潼县建所，开始了长达17年的坚守。
在这里，沈天慧在硅材料器件方面开创出一片新天地，开辟了磁叠片存储器和玻璃半导体记忆材料的研究领域。
开创集成电路新领域
1974年，为了祖国航天事业的需要，沈天慧的科研方向由半导体材料转向大规模集成电路的工艺研究。从分析化学到半导体材料，再到大规模集成电路研制，她再次为了国家需求而改变专业方向。
对化学家而言，集成电路是一个全新领域。沈天慧信心满满：“这3个领域虽然许多基础和专业知识有所不同，但都离不开化学知识和实验的基本功，有此两者，做起工作来就会得心应手。”经过深入思考，沈天慧在集成电路领域找到了化学的位置。
艰苦的工作环境没有难倒她，更没有动摇她作为一位爱国科学家的坚定信念。研制集成电路的工作环境要求空气干燥、温度恒定，研究人员特意造出一个类似“套子”的实验室。常年在这样的环境中工作，沈天慧患上了严重的类风湿关节炎，手、腿颤抖，行走也不便。
她全身心沉浸其中，始终秉持追求真理、严谨治学的求实精神，淡泊名利、潜心研究的奉献精神。
为了保持大规模集成电路的洁净环境，沈天慧不仅制定了细致的操作规则，还亲自示范。她常常忍着病痛和大家一起跪在地板上擦地，撸起裤腿光着脚冲洗实验室。正是在她的榜样力量影响下，科研人员铆足干劲，硬是把原来需要一个月的制备流程缩短到7天，极大提高了产品质量。
1975年，在沈天慧带领下，国产高档微机存储器1024问世，填补了国内空白，为发展我国微电子事业发挥了重要作用。随后，她带领的研究小组相继研制成功多种大规模集成电路，多次获得国家科学技术奖等科技奖励。
1979年，沈天慧加入中国共产党， 一年后当选为中国科学院学部委员。
此后，沈天慧于1987年调入上海交通大学，开始从事磁盘基片表面化学镀NI-P层、钕铁硼材料表面保护、硬磁盘表面润滑层及微机电系统研究。我国第一台直径2毫米的电磁型微马达在她的主持下诞生。
回顾几十年三易专业的科研工作，沈天慧却用“一帆风顺”来形容。在她看来，和前半生的坎坷经历相反，新中国成立为科研工作提供了安定的环境。“真是苦尽甘来，我感到很幸福。”她说。
《中国科学报》 (2023-04-28 第1版 要闻)
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