1956年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)-晶體管的發(fā)明

1956——晶體管的制造1956年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予美國加利福尼亞州景山〔MountainView〕貝克曼儀器公司半導(dǎo)體試驗(yàn)室的肖克利WilliamShockle1910—1989斯大學(xué)的巴丁〔JohnBardeen，1908—1991〕和美國紐約州繆勒海爾〔MurrayHill〕貝爾試驗(yàn)室的布拉坦WalterBrattai1902—1987，以表彰他們對半導(dǎo)體的爭論和晶體管效應(yīng)的覺察。20世紀(jì)中葉科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域有劃時(shí)代意義的一件大事。由于晶體管比電它撥快了自動(dòng)化和信息化的步伐，從而對人類社會(huì)的經(jīng)濟(jì)和文化產(chǎn)生了不行估量的影響。必定成果。半導(dǎo)體的爭論可以追溯到19世紀(jì)，例如，1833年法拉第曾經(jīng)觀看過某些化合物留意到金屬和硫化物接觸時(shí)有整流特性，而1876年亞當(dāng)斯〔W.G.Adams〕等人覺察光生電動(dòng)勢。1883年，弗利茲〔C.E.Fritts〕制成第一個(gè)有用的硒整流器。無線電報(bào)消滅后，礦石的商品化，要求科學(xué)家深入爭論有關(guān)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)和原理。1926年，索末菲用費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì)解釋了金屬中電子的行為。他的學(xué)生布洛赫〔F.Bloch〕爭論晶體點(diǎn)陣對電子運(yùn)動(dòng)的影響，提出在周期性勢場中電子占據(jù)的能級(jí)可能形成能帶。1931年A.H.威耳遜〔A.H.Wilson〕進(jìn)一步對固體提出量子力學(xué)模型，用能帶理論體物理學(xué)的一大飛躍，但它還不能解釋半導(dǎo)體的整流特性和光生電動(dòng)勢等外表現(xiàn)象。1939年莫特〔N.F.Mott〕和肖特基〔W.Schottky〕各自獨(dú)立地提出可以解釋阻擋層整流的集中理要推遲假設(shè)干年。貝爾試驗(yàn)室創(chuàng)立于1925年，它隸屬于美國電報(bào)公司〔AT＆T〕及其子公司西方電21000人，340020來制造了有聲電影〔1926年、電動(dòng)計(jì)算機(jī)〔1937年、晶體管〔1947年、激光器〔1960年，覺察電子衍射1927年〕和宇宙微波背景輻射1965年〕等等，先后有多位科學(xué)家獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。地方，而是在這個(gè)一貫重視半導(dǎo)體爭論的貝爾試驗(yàn)室問世。1945年夏，一項(xiàng)以半導(dǎo)體材料為主要內(nèi)容的固體物理學(xué)爭論任務(wù)在貝爾試驗(yàn)室確定了從而指導(dǎo)半導(dǎo)體器件的研制。正如巴丁在諾貝爾獎(jiǎng)演說詞中說的：“這項(xiàng)爭論打算的總目標(biāo)是想在原子理論的根底上〔而不是憑閱歷，對半導(dǎo)表達(dá)象獲得盡可能完整的理解?！?946年在貝爾試驗(yàn)室成立了固體物理爭論組，最初的成員共有七位專家。組長肖克利1910213日誕生于英國倫敦，1932年在加州理工學(xué)院畢業(yè)，后轉(zhuǎn)麻省理工學(xué)院，1936年得博士學(xué)位，同年進(jìn)入貝爾試驗(yàn)室。副組長是摩根〔S.Morga。另外還有半導(dǎo)體專家皮耳遜〔.L.Pearson，試驗(yàn)物理學(xué)家布拉坦。布拉坦1902210日誕生于中國廈門，1920年進(jìn)威爾曼學(xué)院，1929年獲明尼蘇達(dá)大學(xué)物理學(xué)1931年起就致力于半導(dǎo)體爭論，主要是研制氧化19421944年在哥倫比1936年以固體理論方面的論文獲博士學(xué)位，1945年到貝爾試驗(yàn)室工作。巴丁對固體導(dǎo)電理論有很深的造詣，是在同一領(lǐng)域里兩度獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的唯一的科學(xué)家。他和庫珀〔L.N.Cooper〕及施里弗〔J.R.Schrieffer〕合作1957年提出被稱為BCS理論的超導(dǎo)電性理1972年又一次獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。此外，物理化學(xué)家吉布尼R.B.Gibne，電子線路專家摩爾〔H.R.Moore〕也是小組成員。這個(gè)小組還跟冶金學(xué)家，電子技術(shù)專家，材料科學(xué)專家保持親熱聯(lián)系。就在這個(gè)時(shí)候，貝爾試驗(yàn)室的奧爾〔R.S.Ohl〕等人已經(jīng)把握了此，很快就取得了出人意料的成果。-大膽的設(shè)想實(shí)際上就是后來“場效應(yīng)管”“場效應(yīng)管”當(dāng)時(shí)都還未成熟。莫特-肖特基的整流理論在解釋摻雜半導(dǎo)體的性質(zhì)時(shí)遇到難以解釋的沖突。30n〔因電子過剩，載流子呈負(fù)性，摻三價(jià)元素雜質(zhì)的硅叫p型硅〔因電子欠缺，載流子呈正性。假設(shè)根據(jù)莫特-np型硅相接觸時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生可觀的接觸電位差，但是實(shí)際上卻沒有觀測到這樣的接觸電位差，更無法由此做成整流器。pn型硅的外表接觸電位。他們覺察，光照耀到硅的外表會(huì)引起接觸電位的變化。這就產(chǎn)生了光生電動(dòng)勢。p型硅片經(jīng)過處理已經(jīng)變成n〔圖56－n低的問題。這個(gè)裝置只能在8Hz以下的頻率工作。電解液的動(dòng)作太緩慢了，必需想方法改進(jìn)。5密耳1密耳=1-英寸m2密耳，一起壓在經(jīng)過處理的鍺片上〔56－2我覺察，假設(shè)我輕輕音頻還是清楚的?！苯又麄冇肿隽苏袷幵囼?yàn)，證明半導(dǎo)體器件也可以用作振蕩器。19481月又構(gòu)思了一np型半導(dǎo)體之間，這就是結(jié)型19486月，為結(jié)型晶體管的設(shè)計(jì)申請了專利，1949年寫了一篇題為P－NP－