Andre artikler i cyklen:
- Historien om relæet
- Historien om elektroniske computere
- Historien om transistoren
- Internettets historie
Krigens smeltedigel skabte grundlaget for transistorens fremkomst. Fra 1939 til 1945 voksede den tekniske viden inden for halvledere enormt. Og der var én enkel årsag: radar. Den vigtigste teknologi i krigen, blandt anvendelseseksempler: opdagelse af luftangreb, søgning efter ubåde, rettet natlige luftangreb mod mål, styring af luftforsvar og marinemateriel. Ingeniører lærte endda at trykke små radaranordninger ind i artilleriskud, så de eksploderede ved flyvning nær målet – . Men kilden til denne nye kraftfulde militærteknologi var et mere fredeligt område: studiet af de øverste lag af atmosfæren af videnskabelige grunde.
Radar
I 1901 lykkedes det firmaet "Marconi Wireless Telegraph" at sende en trådløs meddelelse over Atlanterhavet, fra Cornwall til Newfoundland. Denne begivenhed forvirrede den moderne videnskab. Hvis radiotransmissioner bevæger sig i lige linje (som de burde), burde en sådan transmission være umulig. Der er ingen direkte synslinje mellem England og Canada, der ikke krydser jorden, så Marconis besked måtte være fløjet ud i rummet. Den amerikanske ingeniør Arthur Kennelly og den britiske fysiker Oliver Heaviside foreslog samtidig og uafhængigt, at forklaringen på dette fænomen måtte være relateret til et lag af ioniseret gas, der findes i de øverste lag af atmosfæren, i stand til at reflektere radiobølger tilbage til jorden (Marconi mente selv, at radiobølger følger jordens krumning, men fysikere støttede ham ikke).
I 1920'erne udviklede forskerne nyt udstyr, der først gjorde det muligt at bevise eksistensen af ionosfæren og derefter undersøge dens struktur. De benyttede elektroniske rør til at generere kortbølge radiobølger, retningsbestemte antenner til at sende dem op i atmosfæren og registrere ekkoet, og for at demonstrere resultaterne. Jo længere forsinkelse der var på ekkoet, jo længere væk måtte ionosfæren være. Denne teknologi blev kaldt atmosfærisk sondering, og den forsynede den grundlæggende tekniske infrastruktur til udviklingen af radarteknologien (selve termen "radar", fra RAdio Detection And Ranging, opstod først i 1940'erne i den amerikanske flåde).
Det var kun et spørgsmål om tid, før folk med den rette viden, ressourcer og motivation indså potentialet i den landbaserede anvendelse af sådant udstyr (derved er radarens historie modsat teleskopets, som oprindeligt var beregnet til brug på jorden). Og sandsynligheden for en sådan indsigt steg, efterhånden som radioen spredte sig mere og mere over planeten, og flere og flere mennesker bemærkede interferens fra nærliggende skibe, fly og andre store objekter. Viden fra området for sondering af de øverste atmosfærelag spredte sig under den anden (1932-1933), hvor forskere fra forskellige arktiske stationer kortlagde ionosfæren. Kort tid efter udviklede teams i Storbritannien, USA, Tyskland, Italien, USSR og andre lande deres simpleste radarsystemer.
med sin radar fra 1935
Derefter kom krigen, og betydningen af radarer for landene – og ressourcerne til deres udvikling – steg dramatisk. I USA blev disse ressourcer samlet omkring en ny organisation, grundlagt i 1940 på MIT, kendt som (den blev bevidst navngivet sådan for at forvirre udenlandske spioner og skabe indtrykket af, at der forskedes i radioaktivitet – på det tidspunkt troede kun få mennesker på atomvåben). Rad Lab-projektet, som ikke blev så berømt som Manhattan-projektet, tiltrak stadig så storartede og talentfulde fysikere fra hele USA. Fem af laboratoriets første ansatte (herunder og ) modtog senere Nobelpriser. Ved krigens ende arbejdede omkring 500 ph.d.’er, forskere og ingeniører i laboratoriet, mens 4000 mennesker i alt var ansat. Halv en million dollars – hvilket svarer til det samlede budget for oprettelsen af ENIAC – blev kun brugt på publiceringen af Radiation Laboratory Series, de 27 bind, hvor alt det viden, der blev erhvervet i laboratoriet under krigen, blev beskrevet (hvorved de amerikanske regeringsudgifter til radarsteknologi ikke var begrænset til Rad Labs budget; under krigen købte regeringen radars til tre milliarder dollars).
20. bygning på MIT, hvor Rad Lab var beliggende
Et af de centrale forskningsområder i Rad Lab var højfrekvent radar. Tidlige radarsystemer brugte bølger med længder målt i meter. Men stråler med højere frekvenser, hvor bølgelængderne blev målt i centimeter – mikrobølger – gjorde det muligt at bruge mere kompakte antenner og spredte sig mindre over lange afstande, hvilket lovede store fordele i rækkevidde og præcision. Mikrobølge-radarsystemer kunne passe ind i næsen på et fly og opdage objekter på størrelse med en ubåds periskop.
Det var et britisk team af fysikere fra Universitetet i Birmingham, der først lykkedes med at løse denne opgave. I 1940 designede de "" som fungerede som en elektromagnetisk "fløjte", der omdannede en kaotisk elektrisk impuls til en kraftfuld og præcist indstillet mikrobølgestråle. Denne mikrobølge transmitter var tusind gange mere kraftfuld sammenlignet med den nærmeste konkurrent; den banede vejen for udviklingen af praktiske højfrekvente radarsendere. Men den havde brug for en makker, en modtager, der kunne registrere de høje frekvenser. Og her vender vi tilbage til historien om halvledere.
Magnetron i tværsnit
Det andet komme af kattehalen
Det viste sig, at elektronrør slet ikke var egnede til at modtage mikrobølgesignaler fra radarer. Afstanden mellem den varme katode og den kolde anode skaber kapacitans, hvilket får kredsløbet til at nægte at fungere ved høje frekvenser. Den bedste teknologi til højfrekvente radarer blandt de tilgængelige var det gammeldags "" – et lille stykke ledning, der blev presset mod en halvlederkrystal. Dette blev opdaget uafhængigt af flere personer, men det, der er tættest på vores historie, skete i New Jersey.
I 1938 indgik Bell-laboratorierne en kontrakt med militærmarinen om udviklingen af en ildledningsradar i området omkring 40 cm – dette var betydeligt kortere og derfor højere i frekvens end de eksisterende radarsystemer fra før resonansmagnetronerne. Den vigtigste forskningsopgave blev tildelt laboratoriens afdeling i Holmdel syd for Staten Island. Forskerne brugte ikke lang tid på at indse, hvad de havde brug for til en højfrekvent modtager, og snart var ingeniør George Southworth på udkig efter gamle 'kattehale'-detektorer i elektronikbutikkerne på Manhattan. Som forventet fungerede det meget bedre end rørdetektoren, men gjorde det ustabilt. Derfor opsporede Southworth en elektrokemiker ved navn Russell Ol og bad ham om at forsøge at forbedre ensartetheden i responsen fra den krystaldetektor med én kontaktpunkt.
Ol var en noget særpræget person, der betragtede udviklingen af teknologi som sin skæbne og fortalte om periodiske åbenbaringer med visioner om fremtiden. For eksempel hævdede han, at han allerede i 1939 vidste om den kommende opfindelse af silikoneforstærkeren, men at skæbnen var blevet forudbestemt til, at en anden mand skulle opfinde den. Efter at have studeret mange muligheder besluttede han sig for silikone som det bedste materiale til Southworths modtagere. Problemet var muligheden for at kontrollere indholdet af materialet for at styre dets elektriske egenskaber. På det tidspunkt var industrielle skiver af silikone meget udbredte; de blev anvendt i stålproduktionsværker, men i sådanne produktioner var ingen bekymrede over for eksempel 1% fosfor i silikone. Med hjælp fra et par metalurguere satte Ol sig for at fremstille meget renere skiver end tidligere.
I arbejdets løb opdagede de, at nogle af deres krystaller rettede strøm i én retning, mens andre gjorde det i den modsatte. De kaldte dem "n-type" og "p-type". Yderligere analyser viste, at forskellige typer urenheder var ansvarlige for disse typer. Silicium befinder sig i den fjerde søjle i det periodiske system, hvilket betyder, at det har fire elektroner i det ydre lag. I en stang af ren silicium ville hver af disse elektroner danne en forbindelse med naboen. Urenheder fra den tredje søjle, lad os sige bor, som har én elektron mindre, skabte et "hul", et ekstra rum til strømmenes bevægelse i krystallet. Resultatet var en p-type halvleder (med overskud af positive ladninger). Elementer fra den femte søjle, såsom fosfor, gav ekstra frie elektroner til strømtransport, og man fik en n-type halvleder.
Siliciums krystallinske struktur
Alle disse forskninger var meget interessante, men inden 1940 var Southworth og Oles ikke kommet nærmere en fungerende prototype af en højfrekvent radar. Den britiske regering krævede dog straks praktiske resultater på grund af den truende trussel fra Luftwaffe, som allerede havde udviklet mikrobølge detektorer klar til produktion, der arbejdede sammen med magnetron transmitter.
Men snart vil balancen af teknologiske fremskridt tippet mod den vestlige side af Atlanterhavet. Churchill besluttede at afsløre alle tekniske hemmeligheder i Storbritannien til amerikanerne, før de reelt gik ind i krigen (da han antog, at det alligevel skulle ske). Han mente, det var værd at tage chancen for informationslækage, da alle USA’s industri muligheder ville blive kastet ind i opgaver som atomvåben og radarsystemer. Den britiske videnskabelige og tekniske mission (bedre kendt som ) ankom til Washington i september 1940 og bragte med sig en gave i form af tekniske vidundere.
Afsløringen af den utrolige styrke fra resonans-magnetronen og effektiviteten af britiske krystaldetektorer i modtagelsen af dens signal genoptog amerikanernes forskning inden for halvledere som grundlag for højfrekvente radarer. Der var meget arbejde, der skulle gøres, især inden for materialeteknologi. For at imødekomme efterspørgslen krævede halvlederkrystaller, at de skulle produceres i millioner, langt flere end tidligere muligt. Det var nødvendigt at forbedre ensretningen, mindske følsomheden over for stød og risikoen for brænding og minimere forskellene mellem forskellige partier af krystaller.
Silicium ensretter med punktkontakt
I Rad Lab åbnede de nye forskningsafdelinger for at studere egenskaberne af halvlederkrystaller og hvordan man kunne ændre dem for at maksimere deres værdifulde egenskaber som modtagere. De mest lovende materialer var silicium og germanium, så i Rad Lab besluttede man at tage forholdsregler og startede parallelle programmer for at studere begge: silicium på Pennsylvania Universitet og germanium på Purdue. Industrie-ikoner som Bell, Westinghouse, Du Pont og Sylvania startede deres egne forskningsprogrammer inden for halvledere og begyndte udviklingen af nye produktionskapaciteter til krystaldetektorer.
Gennem fælles indsats lykkedes det at hæve renheden af silicium og germanium fra 99 % i starten til 99,999 % — det vil sige, én partikel forurening per 100.000 atomer. I processen blev det akademiske personale af forskere og ingeniører fortrolige med de abstrakte egenskaber af germanium og silicium samt de anvendte teknologier til kontrol af dem: smeltning, krystalvækst, tilsætning af nødvendige forurenere (f.eks. bor, der øgede ledningsevnen).
Og så sluttede krigen. Efterspørgslen efter radarer forsvandt, men den viden og de færdigheder, der blev opnået under krigen, gik ikke tabt, og drømmen om en faststofforstærker blev ikke glemt. Nu var kapløbet om at skabe en sådan forstærker. Og mindst tre hold var i en fordelagtig position til at opnå denne præmie.
West Lafayette
Den første var en gruppe fra Purdue University ledet af den østrigiskfødte fysiker Karl Lark-Horowitz. Ved hjælp af sit talent og indflydelse bragte han alene universitetets fysikafdeling ud af glemslen og påvirkede Rad Labs beslutning om at tildele sit laboratorium forskning i germanium.
Karl Lark-Horowitz i 1947, i midten, med pibe
I begyndelsen af 1940'erne blev silicium betragtet som det bedste materiale til radarrettere, men materialet lige under det i det periodiske system så også ud til at være værdifuldt til yderligere undersøgelse. Germanium havde en praktisk fordel på grund af dets lavere smeltetemperatur, som var omkring 940 grader, sammenlignet med 1400 grader for silicium (næsten som stål). På grund af den høje smeltetemperatur var det ekstremt vanskeligt at lave en skive, der ikke ville flyde ud i det smeltede silicium og dermed forurene den.
Derfor brugte Lark-Horowitz og hans kolleger hele krigen på at undersøge de kemiske, elektriske og fysiske egenskaber ved germanium. Den største udfordring var "tilbagespænding": germaniumrettere stoppede med at ensrette strømmen ved meget lav spænding og lod den flyde den modsatte vej. Puls af tilbagestrøm brændte de øvrige radar komponenter. En af Lark-Horowitzs doktorgradsstuderende, Seymour Benzer, brugte over et år på at studere dette problem og udviklede endelig en blybaseret tilsætning, der stoppede tilbagestrømme ved spændinger op til hundrede volt. Kort tid efter begyndte Western Electric, Bell Labs' produktionsafdeling, at levere rettere baseret på Benzers design til militære behov.
Studiet af germanium ved Purdue fortsatte også efter krigen. I juni 1947, som professor, rapporterede Benzer om en usædvanlig anomali: i nogle eksperimenter med germaniumkristaller opstod der højfrekvente svingninger. Hans kollega Ralph Bray fortsatte studiet af "volumetrisk modstand" fra et projekt, der blev påbegyndt under krigen. Den volumetriske modstand beskrev, hvordan elektricitet flyder i germaniumkristallet ved kontaktpunktet til ensretteren. Bray opdagede, at højhastighedsimpulser signifikant reducerede modstanden i n-type germanium over for disse strømme. Uden at vide det blev han vidne til de såkaldte "ikke-principielle" ladningsbærere. I n-type halvledere fungerer det overskydende negative ladning som den primære ladningsbærer, men positive "huller" kan også lede strøm, og i dette tilfælde skabte højvoltsimpulser huller i germaniumstrukturen, hvilket førte til dannelsen af ikke-principielle ladningsbærere.
Bray og Benzer var fristende tæt på den germaniumforstærker uden at forstå det. I januar 1948 fangede Benzer Walter Brattain, en forsker fra Bell Laboratories, ved en konference for at diskutere volumetrisk modstand. Han foreslog, at Brattain skulle placere endnu en punktkontakt nær den første, som kunne lede strøm, og så ville de sikkert kunne forstå, hvad der skete under overfladen. Brattain nikkede stille til forslaget og gik. Som vi vil se, vidste han alt for godt, hvad han kunne afsløre med et sådant eksperiment.
One-Su-Bois
Gruppen fra Purdue havde både teknologier og teoretiske grundlag til at tage et spring mod transistoren. Men de kunne kun støde på den ved et tilfælde. De var interesserede i materialets fysiske egenskaber og ikke i at finde en ny type enhed. En helt anden situation herskede i One-Su-Bois (Frankrig), hvor to tidligere radar forskere fra Tyskland, Heinrich Welker og Herbert Matara, ledede et hold, hvis mål var at skabe industrielle halvleder enheder.
Velker studerede først og derefter underviste i fysik på Münchens universitet, der blev ledet af den berømte teoretiker Arnold Sommerfeld. Fra 1940 forlod han den rent teoretiske vej og begyndte at arbejde med radar for Luftwaffe. Matare (af belgisk oprindelse) voksede op i Aachen, hvor han studerede fysik. Han sluttede sig til forskningsafdelingen hos den tyske radio-gigant Telefunken i 1939. Under krigen flyttede han sit arbejde fra Berlin østpå til et kloster i Schlesien for at undgå luftangreb fra den Anti-Hitler-koalition, og senere tilbage mod vest for at undgå den fremrykkende Røde Armé, og endte i hænderne på den amerikanske hær.
Som deres modstandere fra Anti-Hitler-koalitionen vidste tyskerne i begyndelsen af 1940'erne, at krystaldetektorer var ideelle modtagere til radarer, og at silicium og germanium var de mest lovende materialer til deres fremstilling. Matare og Velker forsøgte under krigen at forbedre den effektive anvendelse af disse materialer i ensrettere. Efter krigen blev de begge udsat for periodiske afhøringer om deres militære arbejde og modtog til slut en invitation fra en fransk efterretningsofficer til Paris i 1946.
Compagnie des Freins & Signaux ("bremseselskabet og signalselskabet"), det franske datterselskab af Westinghouse, modtog en kontrakt fra den franske telegrafmyndighed om at skabe faststofforbindelser og søgte tyske videnskabsfolk til hjælp. En sådan alliance mellem tidligere fjender kan virke mærkelig, men denne aftale viste sig at være ret gavnlig for begge parter. Franske, der led et nederlag i 1940, havde ikke mulighed for at opnå viden inden for halvlederteknologi, og de havde desperat brug for tyskernes færdigheder. Tyskerne kunne ikke foretage udvikling inden for højteknologiske områder i et besat og krigshærget land og greb derfor muligheden for at fortsætte deres arbejde.
Velker og Matare etablerede hovedkvarter i et to-etagers hus i forstaden Paris, Ormesson-sur-Marne, og med hjælp fra et team af teknikere fik de succes med produktionen af germanium ensrettere ved udgangen af 1947. Derefter henvendte de sig til mere alvorlige mål: Velker vendte tilbage til sit interessefelt med superledere, mens Matare fokuserede på forstærkere.
Herbert Matare i 1950
Under krigen eksperimenterede Matare med to-punkts kontaktbøjler kaldet "duo-dioder" for at reducere støj i kredsløbet. Han genoptog sine forsøg og opdagede hurtigt, at den anden "kattehale", der var placeret 1/100 millionmeter fra den første, nogle gange kunne modulere strømmen, der strømmede gennem den første hale. Han skabte en solid-state forstærker, om end ret ubrugelig. For at opnå en mere pålidelig drift henvendte han sig til Welker, som havde stor erfaring med germaniumkrystaller under krigen. Welkers team dyrkede større og renere prøver af germaniumkrystaller, og sammen med forbedringen af materialets kvalitet blev Matares forstærkere med punktkontakter pålidelige i juni 1948.
Røntgenbillede af "transistoren" baseret på Matares kredsløb, som har to kontaktpunkter med germanium.
Matare havde endda en teoretisk model for, hvad der skete: han mente, at det andet kontaktpunkt skabte huller i germanium, hvilket accelererede strømmen gennem det første kontaktpunkt og leverede ikke-grundlæggende ladningsbærere. Welker var ikke enig med ham og mente, at det, der skete, var afhængigt af en form for felteffekt. Men før de kunne udvikle enheden eller teorien, fandt de ud af, at en gruppe amerikanere havde udviklet præcis det samme koncept – en germaniumforstærker med to kontaktpunkter – seks måneder tidligere.
Murray Hill
I slutningen af krigen reformerede Mervin Kelly forskergruppen i Bell Labs, der arbejdede med halvledere, med Bill Shockley i spidsen. Projektet voksede, fik mere finansiering og flyttede fra det oprindelige laboratoriebygning på Manhattan til den udvidende campus i Murray Hill (New Jersey).
Campus i Murray Hill, ca. 1960
For at genoplive sit kendskab til avancerede halvledere (efter at han havde arbejdet med operationsforskning under krigen), besøgte Shockley i foråret 1945 Russell Oles laboratorium i Holmdel. Ole havde tilbragt krigens år med at arbejde med silicium og spildte ikke tiden. Han viste Shockley en grov forstærker, han selv havde bygget, kaldet en 'deziester'. Han tog en siliciumpunktkontakt-ensretter og lod strøm fra et batteri passere gennem den. Tilsyneladende reducerede varmen fra batteriet modstanden ved kontaktpunktet og forvandlede ensretteren til en forstærker, der kunne overføre indkommende radiosignaler til kredsløbet, stærkt nok til at forsyne en højttaler.
Effekten var grov og usikker, uegnet til kommercialisering. Dog var den tilstrækkelig til at bekræfte Shockleys opfattelse af muligheden for at skabe en halvlederforstærker, og at dette skulle prioriteres i forskningen inden for faststoffysik. Denne møde med Oles team overbeviste også Shockley om, at silicium og germanium skulle studeres først. De viste attraktive elektriske egenskaber, og desuden havde Oles kolleger, metallerne Jack Scaff og Henry Terer, gjort fantastiske fremskridt med at vokse, rense og tilsætte dopanter til disse krystaller under krigen, hvilket overgik alle teknologier til andre halvledermaterialer. Shockleys gruppe havde ikke længere til hensigt at bruge tid på førkrigsforstærkere lavet af kobberoxid.
Med hjælp fra Kelly begyndte Shockley at samle et nyt team. Blandt de nøglespillere var Walter Brattain, der havde hjulpet Shockley med hans første forsøg på at skabe en halvlederforstærker (i 1940), og John Bardeen, en ung fysiker og ny medarbejder i Bell Labs. Bardeen havde sandsynligvis den mest omfattende viden om faststoffysik af alle medlemmerne i teamet – hans afhandling beskrev energiniveauerne for elektroner i strukturen af natriummetall. Han var også en anden protegé af John Hazen Brown Van Fleck, ligesom Atanasoff og Brattain.
Og ligesom Atanasov, krævede Bardin og Shockley komplekse beregninger i deres afhandlinger. De måtte bruge kvantemekanisk teori for halvledere, defineret af Alan Wilson, til at beregne materialernes energistruktur ved hjælp af en Monroe lommeregner. Da de bidrog til udviklingen af transistorer, bidrog de i realiteten til at fritage fremtidige doktorandstudenter fra sådant arbejde.
Shockleys første tilgang til den faste stofforstærker var baseret på det, der senere blev kaldt "". Han hængte en metalplade over en n-type halvleder (med et overskud af negative ladninger). Anvendelsen af en positiv ladning på pladen trak overskuddet af elektroner op til overfladen af krystallen, hvilket skabte en strøm af negative ladninger, som nemt kunne lede elektrisk strøm. Det forstærkede signal (repræsenteret af ladningsniveauet på pladen) kunne dermed modulere den primære kreds (der passerer over halvlederen). Denne ordning blev inspireret af hans teoretiske viden om fysik. Men på trods af mange forsøg og eksperimenter fungerede ordningen ikke.
I marts 1946 havde Bardin udviklet en velformuleret teori, der forklarer årsagen til dette: Halvlederens overflade opfører sig ikke som dens indre på kvante niveau. Negative ladninger, der trækkes til overfladen, bliver fanget i "overfladiske tilstande" og blokerer elektricitetens penetrering fra pladen ind i materialet. De andre medlemmer af teamet fandt denne analyse overbevisende og iværksatte et nyt forskningsprogram med tre spor:
- At bevise eksistensen af overfladiske tilstande.
- At undersøge deres egenskaber.
- At finde ud af, hvordan man overvinder dem og laver en fungerende .
Efter halvandet års forskning og eksperimenter gjorde Brettein den 17. november 1947 et gennembrud. Han opdagede, at hvis man placerede en væske fyldt med ioner, for eksempel vand, mellem en plade og en halvleder, ville det elektriske felt fra pladen presse ionerne mod halvlederen, hvor de ville neutralisere ladninger fanget i overfladestaterne. Nu kunne han styre den elektriske adfærd af et stykke silicium ved at ændre ladningen på pladen. Denne succes gav Bardin ideen til en ny tilgang til at skabe en forstærker: at omgive kontaktpunktet for ensretteren med elektrolytisk vand, og derefter bruge et andet kabel i vandet til at kontrollere overfladestaterne og dermed styre niveauet af ledningsevnen i det primære kontaktpunkt. Således nåede Bardin og Brettein målstregen.
Bardins idé virkede, men forstærkningen var svag og fungerede på meget lave frekvenser, der ikke kunne opfanges af det menneskelige øre – derfor var den ubrugelig som telefon- eller radioforstærker. Bardin foreslog at skifte til den modstandsdygtige germanium, der blev fremstillet i Purdue, og mente, at der ville samle sig færre ladninger på overfladen. Pludselig fik de en kraftig forstærkning, men i den modsatte retning end forventet. De opdagede effekten af ikke-grundlæggende bærere – i stedet for de forventede elektroner forstærkede strømmen, der flød gennem germanium, huller, der kom fra elektrolytten. Strømmen i ledningen i elektrolytten skabte et p-type lag (område med overskydende positive ladninger) på overfladen af n-type germanium.
De efterfølgende eksperimenter viste, at elektrolytten slet ikke var nødvendig: ved blot at placere to kontaktpunkter tæt på hinanden på overfladen af germanium kunne man modulere strømmen fra den ene til den anden. For at bringe dem så tæt som muligt, viklede Brettein et stykke guldfolie omkring et trekantet stykke plastik og skar derefter forsigtigt folien i enden. Derefter pressede han trekanten mod germanium ved hjælp af en fjeder, hvilket gjorde, at de to kanter af snittet kom i berøring med dens overflade på en afstand af 0,05 mm. Dette gav prototypen af transistoren fra Bell Labs sit karakteristiske udseende.
Prototypen af transistoren fra Brettein og Bardin
Ligesom Matara- og Welker-enhederne var dette i princippet en klassisk "kattehale", bare med to kontakpunkter i stedet for ét. Den 16. december gav den en betydelig forøgelse af effekt og spænding, samt en frekvens på 1000 Hz inden for høreområdet. En uge senere, efter nogle små forbedringer, opnåede Bardin og Brettain en forstærkning af spændingen på 100 gange og effekten på 40 gange, og de viste Bell-direktørerne, at deres enhed kunne gengive hørbar tale. John Pierce, et andet medlem af udviklingsteamet for faststofforhold, fandt på termen "transistor" inspireret af navnet på Bells kobberoxid-ensretter, varistor.
De næste seks måneder holdt laboratoriet deres nye opfindelse hemmelig. Ledelsen ville sikre sig, at de havde en fordel i kommercialiseringen af transistoren, inden nogen andre fik fat i den. En pressekonference blev planlagt til den 30. juni 1948, lige i tide til at knuse Welker og Mataras drømme om udødelighed. I mellemtiden begyndte gruppen for halvlederforskning stille og roligt at falde fra hinanden. Da de hørte om Bardin og Brettains resultater, begyndte deres chef, Bill Shockley, at arbejde på at tilrane sig hele æren. Og selv om han kun spillede en observerende rolle, fik Shockley ligelig, om ikke større opmærksomhed i den offentlige præsentation – hvilket kan ses på dette offentliggjorte billede, hvor han befinder sig blandt begivenhederne og lige ved laboratoriebordet:
Reklamebillede fra 1948 – Bardin, Shockley og Brettain
Men Shockley var ikke tilfreds med kun ligelig ære. Allerede før nogen uden for Bell-laboratorierne hørte om transistoren, gik han i gang med at genopfinde den for at tage æren for den. Og dette var kun det første ud af mange sådanne genopfindelser.
Yderligere læsning
- Robert Buderi, The Invention That Changed the World (1996)
- Michael Riordan, “How Europe Missed the Transistor,” IEEE Spectrum (1. nov. 2005)
- Michael Riordan og Lillian Hoddeson, Crystal Fire (1997)
- Armand Van Dormael, “The ‘French’ Transistor,” (1994)
Kilde: habr.com
