Die Geschichte des Transistors: Auf der Suche im Dunkeln

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Der Weg zu Festkörper-Schaltern war lang und komplex. Er begann mit der Entdeckung, dass bestimmte Materialien sich im Beisein von Elektrizität seltsam verhalten – nicht so, wie es die damaligen Theorien voraussagten. Darauf folgte eine Geschichte darüber, wie im 20. Jahrhundert die Technologie zunehmend zu einer wissenschaftlichen und institutionellen Disziplin wurde. Laien, Anfänger und professionelle Erfinder ohne jegliche wissenschaftliche Ausbildung leisteten bedeutende Beiträge zur Entwicklung des Telegraphen, der Telefonie und des Rundfunks. Doch wie wir sehen werden, geschahen fast alle Fortschritte in der Geschichte der Festkörperelektronik dank Wissenschaftlern, die an Universitäten studierten (und normalerweise einen Doktorgrad in Physik hatten) und an Universitäten oder Unternehmensforschungsinstituten arbeiteten.

Jeder, der Zugang zu einer Werkstatt hat und grundlegende Fähigkeiten im Umgang mit Materialien besitzt, kann ein Relais aus Draht, Metall und Holz zusammenbauen. Für die Herstellung von Elektronenröhren sind spezialisiertere Werkzeuge erforderlich, die in der Lage sind, eine Glaskolben zu erzeugen und die Luft daraus abzupumpen. Festkörpergeräte hingegen verschwanden im Kaninchenbau, aus dem der digitale Schalter niemals zurückkehrte, und tauchten immer tiefer in Welten ein, die nur der abstrakten Mathematik verständlich sind und nur mit extrem teurer Ausrüstung zugänglich sind.

Galena

Im Jahr 1874 Ferdinand Braun, ein 24-jähriger Physiker von der Thomasschule in Leipzig, veröffentlichte die erste von vielen wichtigen wissenschaftlichen Arbeiten in seiner langen Karriere. Die Arbeit "Über das Durchlaufen elektrischer Ströme durch Metallsulfide" wurde in der Zeitschrift Pogendorff’s Annalen, einer renommierten Fachzeitschrift für physikalische Wissenschaften, angenommen. Trotz des langweiligen Titels beschrieb Brauns Arbeit einige erstaunliche und rätselhafte experimentelle Ergebnisse.

Ferdinand Braun

Braun war von Sulfiden fasziniert – mineralischen Kristallen, die aus Verbindungen von Schwefel mit Metallen bestehen – dank der Arbeiten Johann Wilhelm Hittorff. Bereits im Jahr 1833 stellte Michael Faraday fest, dass die Leitfähigkeit von Silber-sulfid mit der Temperatur zunahm, was dem Verhalten von metallischen Leitern vollkommen entgegengesetzt ist. Gittorf erstellte in den 1850er Jahren einen sorgfältigen quantitativen Bericht über die Messungen dieses Effekts für Sulfide sowohl von Silber als auch von Kupfer. Nun entdeckte Brown, der eine raffinierte experimentelle Anordnung verwendete, bei der ein metallischer Draht mit einer Feder an einen Kristall aus Sulfid gedrückt wurde, um einen guten Kontakt zu gewährleisten, etwas noch Seltsameres. Die Leitfähigkeit der Kristalle hing von der Richtung ab – zum Beispiel konnte der Strom in einer Richtung gut fließen, während bei Umkehrung der Polarität der Batterie der Strom plötzlich stark abfiel. In einer Richtung verhielten sich die Kristalle mehr wie Leiter (wie normale Metalle), während sie in der anderen mehr wie Isolatoren (wie Glas oder Gummi) funktionierten. Dieses Verhalten wurde als Gleichrichtung bekannt, aufgrund der Fähigkeit, den „gewundenen“ Wechselstrom in den „flachen“ Gleichstrom umzuwandeln.

Ungefähr zur gleichen Zeit entdeckten Forscher auch andere seltsame Eigenschaften solcher Materialien wie beispielsweise Selen, das aus einigen sulfidischen Erzen von Metallen gewonnen werden konnte. Unter Lichteinfluss erhöhte Selen die Leitfähigkeit und begann sogar, Elektrizität zu erzeugen, und konnte auch zum Gleichrichten verwendet werden. Gab es hier eine Verbindung zu den Sulfidkristallen? Ohne theoretische Modelle, die erklären konnten, was geschah, herrschte in diesem Bereich Verwirrung.

Doch das Fehlen einer Theorie hinderte nicht die Versuche, die Ergebnisse praktisch anzuwenden. Ende der 1890er Jahre wurde Brown Professor an der Universität Straßburg – die kürzlich im Zuge von Französisch-Deutschen Krieges von Frankreich annektiert wurde und in die Universität Kaiser Wilhelm umbenannt wurde. Dort wurde er in eine aufregende neue Welt der Radiotelegrafie hineingezogen. Er stimmte dem Vorschlag einer Gruppe von Unternehmern zu, gemeinsam ein drahtloses Kommunikationssystem zu entwickeln, das auf der Übertragung von Radiowellen durch Wasser basierte. Doch bald gaben er und seine Komplizen die ursprüngliche Idee zugunsten der Luftübertragung von Signalen auf, die von Marconi und anderen verwendet wurde.

Unter den Aspekten des Radios, die die Brown-Gruppe verbessern wollte, war der zu dieser Zeit gängige Empfänger, Kohärer. Es basierte auf der Tatsache, dass Radiowellen dazu führten, dass sich Metallspäne zusammenballten, was es dem Strom aus der Batterie ermöglichte, zu dem Signalgerät zu gelangen. Es funktionierte, aber das System reagierte nur auf relativ starke Signale, und es war notwendig, ständig auf das Gerät zu schlagen, um den Haufen Späne zu zertrümmern. Brown erinnerte sich an seine alten Experimente mit Sulfiddirigenten und stellte 1899 seine alte experimentelle Einrichtung mit dem neuen Ziel wieder her - als Detektor für drahtlose Signale zu dienen. Den Gleichrichtereffekt nutzte er, um den winzigen oszillierenden Strom, der durch die durchgehenden Radiowellen erzeugt wurde, in Gleichstrom umzuwandeln, der einen kleinen Lautsprecher speisen konnte, der hörbare Klicks für jedes Punkt- oder Strichsignal ausgab. Dieses Gerät wurde später unter dem Namen „Katze-Schnurrer-Detektorbekannt, wegen des Aussehens des Drähtchens, das leicht die obere Spitze des Kristalls berührte. In Britisch-Indien (wo heute Bangladesch ist) baute der Wissenschaftler und Erfinder Jagadish Bose ein ähnliches Gerät, möglicherweise sogar bereits 1894. Bald begannen auch andere, ähnliche Detektoren auf der Basis von Silizium und Karborundum (Siliziumcarbid) zu bauen.

Es war jedoch gerade Galena, Bleisulfid, das zur Gewinnung von Blei seit der Antike geschmolzen wurde, das bevorzugte Material für Kristalldetektoren. Sie waren einfach herzustellen und kostengünstig und wurden daher unglaublich beliebt unter der frühen Generation von Radiobegeisterten. Darüber hinaus konnte der Kristalldetektor im Gegensatz zum binären Kohärierer (mit Spänen, die entweder zusammengeballt oder nicht waren) ein kontinuierliches Signal wiedergeben. Daher konnte er hörbare Übertragungen von Sprache und Musik ausgeben, nicht nur den Morsecode mit seinen Punkten und Strichen.

Der „Katze-Schnurrer“-Detektor auf Basis von Galena. Das kleine Stück Draht links ist der Schnurrer, und das Stück silbrigen Materials unten ist der Galenakristall.

Wie versierte Radiobegeisterte bald feststellten, konnte die Suche nach dem magischen Punkt auf der Kristalloberfläche, der eine gute Gleichrichtung gewährte, Minuten oder sogar Stunden in Anspruch nehmen. Und die Signale ohne Verstärkung waren schwach und hatten einen metallischen Klang. Bis in die 1920er Jahre brachten Empfänger mit Elektronenröhren und Triodenschaltungen kristalline Detektoren fast überall aus dem Verkehr. Ihre einzige anziehende Eigenschaft war die geringe Kosten.

Dieses kurze Auftreten von Radioreception schien das Maximum der praktischen Anwendung der seltsamen elektrischen Eigenschaften des Materials zu sein, die von Braun und anderen entdeckt wurden.

Kupferoxid

Dann entdeckte in den 1920er Jahren ein anderer Physiker namens Lars Grøndahl etwas Seltsames mit seiner experimentellen Anlage. Grøndahl, der erste einer Reihe von klugen und rastlosen Männern in der Geschichte des amerikanischen Westens, war der Sohn eines Bauingenieurs. Sein Vater, der 1880 aus Norwegen ausgewandert war, arbeitete mehrere Jahrzehnte lang für die Eisenbahnen in Kalifornien, Oregon und Washington. Zunächst schien es, dass Grøndahl die Ingenieurswelt seines Vaters hinter sich lassen wollte und ging an die Johns-Hopkins-Universität, um einen Doktorgrad in Physik zu erlangen und einen akademischen Weg einzuschlagen. Doch dann wurde auch er in das Eisenbahngeschäft eingebunden und übernahm die Position des Forschungsleiters bei der Union Switch and Signal Company, einer Tochtergesellschaft des Industrie-Giganten Westinghouse, die Ausrüstung für die Eisenbahnindustrie lieferte.

In verschiedenen Quellen werden widersprüchliche Gründe erwähnt, die Grøndahl zu seinen Forschungen motivierten, aber so oder so begann er, mit erhitzten Kupferscheiben zu experimentieren, um eine oxidierte Schicht zu erzeugen. Dabei fiel ihm die Asymmetrie des Stroms auf – der Widerstand in eine Richtung war dreimal höher als in die andere. Die Platte aus Kupfer und Kupferoxid gleichrichtete den Strom, genau wie ein Sulfiddetektor.

Schaltung des Gleichrichters aus Kupferoxid

In den folgenden sechs Jahren entwickelte Grondal auf Basis dieses Phänomens einen gebrauchsfähigen kommerziellen Gleichrichter, unterstützt von einem anderen Forscher aus den USA, Paul Geiger, und reichte dann 1926 einen Patentantrag ein und verkündete seine Entdeckung vor der American Physical Society. Das Gerät wurde sofort ein kommerzieller Hit. Dank fehlender zerbrechlicher Drähte war es viel zuverlässiger als der auf dem Röhrenprinzip von Fleming basierende Elektronenröhren-Gleichrichter und war in der Herstellung kostengünstig. Im Gegensatz zu den Braun-Kristall-Gleichrichtern funktionierte es beim ersten Versuch, und aufgrund der größeren Metall- und Oxidkontaktfläche arbeitete es über ein größeres Spektrum an Strömen und Spannungen. Es konnte Batterien aufladen, Signale in verschiedenen elektrischen Systemen erkennen und als Sicherheitsbypass in leistungsstarken Generatoren verwendet werden. Bei der Nutzung als Photovoltaik-Element konnten die Scheiben als Lichtmessgeräte fungieren und waren besonders nützlich in der Fotografie. Andere Forscher entwickelten ungefähr zur selben Zeit Gleichrichter aus Selen, die ähnliche Verwendungsmöglichkeiten fanden.

Ein Paket von Gleichrichtern auf Basis von Kupferoxid. Die Anordnung mehrerer Scheiben erhöhte den Rückflusswiderstand, was die Verwendung bei hohen Spannungen ermöglichte.

Nach einigen Jahren beschlossen zwei Physiker aus den Bell Laboratories, Joseph Becker und Walter Brattain, das Funktionsprinzip des Kupfergleichrichters zu untersuchen – sie waren daran interessiert, wie er funktioniert und wie er im Bell System eingesetzt werden könnte.

Brattain im Alter von etwa 1950

Brattain stammte aus der gleichen Region wie Grondal, aus dem pazifischen Nordwesten, wo er auf einer Farm lebte, die nur wenige Kilometer von der kanadischen Grenze entfernt lag. In der Oberstufe interessierte er sich für Physik, er zeigte Begabung in diesem Bereich und erhielt schließlich Ende der 1920er Jahre einen Doktortitel an der University of Minnesota und trat 1929 in die Bell Laboratories ein. Unter anderem studierte er an der Universität die neueste theoretische Physik, die in Europa populär wurde und als Quantenmechanik bekannt ist (sein Betreuer war John Hazbrook Van Fleck, der auch John Atanasoff betreute).

Die Quantenrevolution

Die neue theoretische Plattform hat sich in den letzten drei Jahrzehnten langsam entwickelt und wird eines Tages alle seltsamen Phänomene erklären können, die über viele Jahre in Materialien wie Galenit, Selen und Kupferoxid beobachtet wurden. Eine ganze Kohorte überwiegend junger Physiker, hauptsächlich aus Deutschland und den angrenzenden Ländern, hat eine quantenmechanische Revolution in der Physik ausgelöst. Überall, wo sie hinsahen, entdeckten sie keine glatte und kontinuierliche Welt, wie sie gelehrt worden waren, sondern seltsame diskrete Klumpen.

Alles begann in den 1890er Jahren. Max Planck, der bekannteste Professor der Universität Berlin, beschloss, sich mit einer bekannten ungelösten Aufgabe zu beschäftigen: Wie „ein absolut schwarzkörper“ (eine ideale Substanz, die jede Energie absorbiert und keine reflektiert) elektromagnetische Strahlung ausstrahlt? Es wurden verschiedene Modelle ausprobiert, von denen keines mit den experimentellen Ergebnissen übereinstimmte – sie versagten entweder am einen oder am anderen Ende des Spektrums. Planck fand heraus, dass, wenn man annimmt, dass Energie in kleinen „Paketen“ diskreter Größe vom Körper ausgestrahlt wird, man ein einfaches Gesetz über die Beziehung zwischen Frequenz und Energie aufstellen kann, das perfekt mit den empirischen Ergebnissen übereinstimmt.

Bald darauf entdeckte Einstein, dass dies auch für die Absorption von Licht gilt (der erste Hinweis auf Photonen), und J.J. Thomson zeigte, dass auch Elektrizität nicht durch eine kontinuierliche Flüssigkeit oder Welle, sondern durch diskrete Teilchen – Elektronen – übertragen wird. Dann entwickelte Niels Bohr ein Modell, das erklärte, wie angeregte Atome Strahlung abgeben, indem es Elektronen separate Bahnen im Atom zuwies, die jeweils ihre eigene Energie besitzen. Allerdings ist dieser Begriff irreführend, denn sie verhalten sich keineswegs wie Planetenbahnen – im Bohrschen Modell wechselten die Elektronen sofort von einer Bahn oder Energiestufe zur anderen, ohne durch einen Zwischenzustand zu gehen. Schließlich entwickelten in den 1920er Jahren Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born und andere eine allgemeine mathematische Plattform, die als Quantenmechanik bekannt ist, und die alle spezifischen Quantenmodelle umfasste, die in den vorhergehenden zwanzig Jahren entwickelt wurden.

Zu diesem Zeitpunkt waren die Physiker bereits überzeugt, dass Materialien wie Selen und Galenit, die photovoltaische und gleichrichtende Eigenschaften zeigen, einer eigenen Materialklasse angehören, die sie Halbleiter nannten. Die Klassifizierung nahm aus mehreren Gründen viel Zeit in Anspruch. Erstens waren die Kategorien „Leiter“ und „Isolatoren“ selbst ziemlich weit gefasst. Die sogenannten „Leiter“ unterschieden sich äußerst stark in ihrer Leitfähigkeit, das Gleiche (in geringerem Maße) galt auch für Isolatoren, und es war nicht offensichtlich, auf welche Weise ein bestimmter Leiter einer dieser Klassen zugeordnet werden konnte. Darüber hinaus war es bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts unmöglich, sehr reine Substanzen zu gewinnen oder zu erzeugen, und jede Unregelmäßigkeit in der Leitfähigkeit natürlicher Materialien konnte immer auf Verunreinigungen zurückgeführt werden.

Jetzt hatten die Physiker sowohl mathematische Werkzeuge der Quantenmechanik als auch eine neue Materialklasse, auf die sie diese anwenden konnten. Der britische Theoretiker Alan Wilson stellte 1931 als Erster alles zusammen und entwickelte ein allgemeines Modell der Halbleiter sowie ihrer Funktionsweise.

Zunächst behauptete Wilson, dass sich leitende Materialien von Dielektrika durch den Zustand der Energiebänder unterscheiden. Die Quantenmechanik besagt, dass Elektronen nur auf einer begrenzten Anzahl von Energieniveaus existieren können, die den Schalen oder Orbitalen einzelner Atome eigen sind. Wenn diese Atome in der Struktur eines Materials zusammengedrückt werden, ist es angemessener, sich kontinuierliche Energiebänder vorzustellen, die das Material durchdringen. In Leitern gibt es in den hohen Energiebändern freie Plätze, und ein elektrisches Feld kann Elektronen dorthin verschieben. In Isolatoren sind die Bänder gefüllt, und bis zu einem höheren, leitenden Band, durch das Elektrizität leichter fließen kann, ist es recht weit.

Dies führte ihn zu der Schlussfolgerung, dass Verunreinigungen – fremde Atome in der Struktur des Materials – zu seinen Halbleitereigenschaften beitragen müssen. Sie können entweder überschüssige Elektronen liefern, die leicht in den Leitungsbereich übertreten, oder Löcher – das Fehlen von Elektronen im Vergleich zum restlichen Material – was leere energetische Stellen schafft, in die sich freie Elektronen bewegen können. Die erste Variante wurde später als n-Typ-Halbleiter (oder elektronische Halbleiter) bezeichnet – wegen der überschüssigen negativen Ladung, und die zweiten als p-Typ, oder Lochhalbleiter – wegen der überschüssigen positiven Ladung.

Schließlich schlug Wilson vor, dass das Gleichrichten von Strom durch Halbleiter im Rahmen des quantenmechanischen Tunnel-Effekts, dem plötzlichen Sprung von Elektronen über eine dünne elektrische Barriere im Material, erklärt werden kann. Die Theorie schien plausibel, sagte jedoch voraus, dass im Gleichrichter der Strom von Oxid zu Kupfer fließen sollte, während es in der Realität umgekehrt war.

So blieben Halbleiter trotz aller Fortschritte von Wilson komplex zu erklären. Wie allmählich deutlich wurde, beeinflussten mikroskopische Veränderungen der Kristallstruktur und der Verunreinigungsdichten unverhältnismäßig stark ihr makroskopisches elektrisches Verhalten. Ungeachtet des fehlenden Verständnisses – da niemand die experimentellen Beobachtungen, die Brown 60 Jahre zuvor gemacht hatte, erklären konnte – entwickelten Brattain und Becker einen effektiven Produktionsprozess für Kupferoxid-Gleichrichter für ihren Arbeitgeber. Bell System begann schnell, die Gleichrichter auf elektronischen Röhren im gesamten System durch ein neues Gerät zu ersetzen, das ihre Ingenieure Varistor, genannt wurde, da sein Widerstand je nach Richtung variierte.

Goldmedaille

Mervin Kelly, Physiker und ehemaliger Leiter der Abteilung für elektronenröhren bei den Bell Laboratories, war sehr an diesem Fortschritt interessiert. Über ein paar Jahrzehnte hinweg haben die elektronenröhren Bell unschätzbare Dienste geleistet und konnten Funktionen ausführen, die für die vorherige Generation mechanischer und elektromechanischer Komponenten nicht verfügbar waren. Aber sie erhitzten sich stark, überhitzten regelmäßig, benötigten viel Energie und waren wartungsintensiv. Kelly plante, das System von Bell neu aufzubauen, basierend auf zuverlässigeren und strapazierfähigeren Halbleiterkomponenten wie Varistoren, die keine luftdichten gasgefüllten oder leeren Gehäuse, noch glühende Drähte benötigten. 1936 wurde er Leiter der Forschungsabteilung der Bell Laboratories und begann, die Organisation in eine neue Richtung umzulenken.

Nachdem ein Halbleitergleichrichter entwickelt wurde, war der nächste logische Schritt, einen Halbleiterverstärker zu schaffen. Selbstverständlich könnte ein solches Gerät, wie der Röhrenverstärker, auch als digitaler Schalter fungieren. Dies interessierte die Firma Bell besonders, da in Telefonvermittlungen nach wie vor eine enorme Anzahl elektromechanischer digitaler Schalter im Einsatz war. Das Unternehmen suchte nach einer zuverlässigeren, kompakteren, energieeffizienten und kühlen Alternative zur Elektronenröhre in Telefonsystemen, Radioempfängern, Radaren und anderen analogen Geräten, wo sie zur Verstärkung schwacher Signale auf ein Niveau verwendet wurden, das vom menschlichen Ohr wahrgenommen werden kann.

Im Jahr 1936 hoben die Bell Laboratories schließlich das während der Großen Depressionverhängte Einstellungsverbot auf. Kelly begann sofort, Experten für Quantenmechanik einzustellen, um ihm bei der Umsetzung seines Forschungsprogramms im Bereich Halbleitergeräte zu helfen, darunter auch William Shockley, ein weiterer Auswanderer von der Westküste, aus Palo Alto (Kalifornien). Das Thema seiner kürzlich an MIT abgeschlossenen Dissertation passte perfekt zu Kellys Bedürfnissen: „Elektronische Zonen in Natriumchlorid“.

Brattain und Becker setzten zur selben Zeit ihre Forschungen zum Gleichrichter auf Kupferoxid fort, um einen verbesserten Festkörpersignalverstärker zu entwickeln. Der offensichtlichste Weg, ihn herzustellen, bestand darin, sich an der Elektronenröhre zu orientieren. So wie Lee de Forest den Röhrenverstärker nahm und das elektrische Gitter zwischen Kathode und Anode platzierte, so stellten Brattain und Becker sich vor, wie man ein Gitter an der Grenzfläche zwischen Kupfer und Kupferoxid einfügen könnte, wo das Gleichrichten angenommen wurde. Aufgrund der geringen Schichtdicke hielten sie dies jedoch für unmöglich und hatten damit keinen Erfolg.

In der Zwischenzeit zeigte sich bei anderen Entwicklungen, dass die Bell Labs nicht die einzige Firma waren, die sich für die Festkörperelektronik interessierte. 1938 veröffentlichten Rudolf Hilsh und Robert Paul die Ergebnisse von Experimenten, die an der Universität Göttingen mit einem funktionierenden Festkörperverstärker durchgeführt wurden, der durch die Einfügung eines Gitters in ein Kristall aus Kaliumbromid geschaffen wurde. Dieses Laborgerät hatte keinen praktischen Wert – hauptsächlich, weil es mit nicht mehr als 1 Hz arbeitete. Dennoch konnte dieser Fortschritt alle Interessierten an Festkörperelektronik erfreuen. Im selben Jahr setzte Kelly Shockley in eine neue unabhängige Forschungsgruppe für Festkörperelemente ein und erteilte ihm und seinen Kollegen – Foster Nichol und Dean Woolridge – carte blanche zur Erforschung ihrer Möglichkeiten.

Mindestens zwei weitere Erfinder gelang es, vor dem Zweiten Weltkrieg Festkörperverstärker zu entwickeln. 1922 veröffentlichte der sowjetische Physiker und Erfinder Oleg Wladimirowitsch Losew die Ergebnisse erfolgreicher Experimente mit Zinkit-Halbleitern, doch seine Arbeiten blieben von der westlichen Gemeinschaft unbemerkt; 1926 beantragte der amerikanische Erfinder Julius Lilienfeld ein Patent für einen Festkörperverstärker, jedoch gibt es keine Beweise für die Funktionalität seiner Erfindung.

Die erste große Erkenntnis von Shockley in seiner neuen Position kam während der Lektüre der Arbeit des britischen Physikers Neville Mott "Die Theorie kristalliner Gleichrichter" aus dem Jahr 1938, in der schließlich das Funktionsprinzip des Grondal-Gleichrichters auf Kupferoxid erklärt wurde. Mott verwendete die Mathematik der Quantenmechanik, um die Bildung des elektrischen Feldes an der Schnittstelle zwischen dem leitenden Metall und dem halbleitenden Oxid zu beschreiben und wie Elektronen über diese elektrische Barriere "springen", anstatt wie von Wilson vorgeschlagen zu tunneln. Der Strom fließt leichter vom Metall zum Halbleiter als umgekehrt, da das Metall viel mehr freie Elektronen hat.

Dies führte Shockley zu genau der gleichen Idee, die Brattain und Becker viele Jahre zuvor in Betracht gezogen und verworfen hatten – einen Festkörperverstärker zu bauen, indem man ein Gitter aus Kupferoxid in den Zwischenraum zwischen Kupfer und Kupferoxid einfügte. Er hoffte, dass der Strom, der durch das Gitter fließt, die Barriere erhöhen würde, die den Strom von Kupfer zu Oxid begrenzt, und so eine invertierte, verstärkte Version des Signals am Gitter erzeugt. Sein erster grober Versuch schlug komplett fehl, weshalb er sich an jemanden wandte, der über ausgefeiltere Laborfähigkeiten verfügte und gut mit Gleichrichtern vertraut war – Walter Brattain. Und obwohl er keine Zweifel an dem Ergebnis hatte, stimmte Brattain zu, Shockleys Neugier zu befriedigen und eine komplexere Version des "Gitter"-Verstärkers zu erstellen. Auch dieser funktionierte nicht.

Dann intervenierte der Krieg, wodurch Kellys neues Forschungsprogramm in Chaos geriet. Kelly übernahm die Leitung einer Radararbeitsgruppe in den Bell Laboratories, die mit Unterstützung des wichtigsten Radar-Forschungszentrums der USA am MIT arbeitete. Brattain arbeitete nur kurz für ihn und wechselte dann zur Erforschung des magnetischen Nachweises von U-Booten im Auftrag der Marine. Wooldridge arbeitete an Feuerleitsystemen, Nix – an der Gasdiffusion für das Manhattan-Projekt, und Shockley ging in die Operationsforschung und beschäftigte sich zunächst mit der Bekämpfung von U-Booten im Atlantik und später mit strategischen Bombardierungen im Pazifik.

Doch trotz dieses Eingreifens stoppte der Krieg nicht die Entwicklung der Festkörper-Elektronik. Im Gegenteil, er führte zu einem massiven Ressourcenaufbau in diesem Bereich und konzentrierte die Forschung auf zwei Materialien: Germanium und Silizium.

Was man sonst noch lesen sollte

Ernest Bruan und Stuart MacDonald, Revolution in Miniature (1978)

Friedrich Kurylo und Charles Susskind, Ferdinand Braun (1981)

G. L. Pearson und W. H. Brattain, „Geschichte der Halbleiterforschung“, Proceedings of the IRE (Dezember 1955).

Michael Riordan und Lillian Hoddeson, Crystal Fire (1997)

Quelle: habr.com