{"id":55071,"date":"2020-01-11T00:00:00","date_gmt":"2020-01-10T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/istoriya-tranzistora-probirayas-na-oshhup-v-temnote"},"modified":"2020-02-18T14:03:09","modified_gmt":"2020-02-18T11:03:09","slug":"istoriya-tranzistora-probirayas-na-oshhup-v-temnote","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/pt\/blog\/administrirovanie\/istoriya-tranzistora-probirayas-na-oshhup-v-temnote","title":{"rendered":"A Hist\u00f3ria do Transistor: Tateando na Escurid\u00e3o","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p><img decoding=\"async\" alt=\"A Hist\u00f3ria do Transistor: Tateando na Escurid\u00e3o\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/16ad3c6eaa7f0e32992939696172bd90.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\n<b class=\"spoiler_title\">Outros artigos da s\u00e9rie:<\/b><\/p>\n<ul>\n<li>A Hist\u00f3ria do Rel\u00e9\n<ul>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/404373\/\">O M\u00e9todo de 'Transmiss\u00e3o R\u00e1pida de Dados', ou o Nascimento do Rel\u00e9<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/404475\/\">Tel\u00e9grafo<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/370545\/\">Galvanismo<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/404657\/\">Empreendedores<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/404723\/\">E aqui est\u00e1, finalmente, o rel\u00e9<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/404889\/\">Tel\u00e9grafo Falante<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/405025\/\">Basta Conectar<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/mailru\/blog\/370471\/\">Gera\u00e7\u00e3o esquecida de computadores rel\u00e9s<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/405207\/\">Era Eletr\u00f4nica<\/a><\/noindex><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li>Hist\u00f3ria dos Computadores Eletr\u00f4nicos\n<ul>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/408611\/\">Pr\u00f3logo<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/374043\/\">Colosso<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/408597\/\">ENIAC <\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/447916\/\">Revolu\u00e7\u00e3o Eletr\u00f4nica<\/a><\/noindex><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li>Hist\u00f3ria do Transistor\n<ul>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/448238\/\">Tateando na Escurid\u00e3o<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/448576\/\">Do Cadinho da Guerra<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/448576\/\"><\/a><\/noindex><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/449760\/\">Reinven\u00e7\u00e3o M\u00faltipla<\/a><\/noindex><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li>Hist\u00f3ria da Internet\n<ul>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/450168\/\">Rede de Suporte<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/450522\/\">Desintegra\u00e7\u00e3o, parte 1<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/451606\/\">Desintegra\u00e7\u00e3o, parte 2<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/452030\/\">Abrindo a Interatividade<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/453154\/\">Expandindo a Interatividade<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/456200\/\">ARPANET \u2014 O Nascimento<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/457256\/\">ARPANET \u2014 Pacote<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/461177\/\">ARPANET \u2014 Subrede<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/472582\/\">Computador como Dispositivo de Comunica\u00e7\u00e3o<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/483366\/\">Hist\u00f3ria da Internet: Interconex\u00e3o de Redes<\/a><\/noindex><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nA jornada para os interruptores s\u00f3lidos foi longa e complexa. Come\u00e7ou com a descoberta de que certos materiais se comportam estranhamente na presen\u00e7a de eletricidade \u2013 de uma forma diferente do que as teorias existentes previam. Seguiu-se uma hist\u00f3ria sobre como, no s\u00e9culo XX, a tecnologia se tornou uma disciplina cada vez mais cient\u00edfica e institucional. Amadores, iniciantes e inventores profissionais, praticamente sem forma\u00e7\u00e3o cient\u00edfica, fizeram contribui\u00e7\u00f5es significativas para o desenvolvimento do tel\u00e9grafo, da telefonia e do r\u00e1dio. Mas, como veremos, quase todos os avan\u00e7os na hist\u00f3ria da eletr\u00f4nica s\u00f3lida ocorreram gra\u00e7as a cientistas que estudaram em universidades (geralmente com doutorado em f\u00edsica) e que trabalharam em universidades ou laborat\u00f3rios de pesquisa corporativos.<br \/>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><br \/>\nQualquer pessoa com acesso a uma oficina e habilidades b\u00e1sicas com materiais pode montar um rel\u00e9 de fios, metal e madeira. A cria\u00e7\u00e3o de v\u00e1lvulas eletr\u00f4nicas requer ferramentas mais especializadas, capazes de criar um bulbo de vidro e retirar o ar dele. J\u00e1 os dispositivos s\u00f3lidos mergulharam em um buraco de coelho, de onde o interruptor digital nunca retornou, afundando cada vez mais em mundos compreens\u00edveis apenas pela matem\u00e1tica abstrata e acess\u00edveis apenas com equipamentos exorbitantes.<\/p>\n<h2>Galenite<\/h2>\n<p>\nEm 1874 <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%91%D1%80%D0%B0%D1%83%D0%BD,_%D0%9A%D0%B0%D1%80%D0%BB_%D0%A4%D0%B5%D1%80%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BD%D0%B4\">Ferdinand Braun<\/a><\/noindex>, f\u00edsico de 24 anos da Escola de S\u00e3o Tom\u00e1s em Leipzig, publicou o primeiro de muitos trabalhos cient\u00edficos importantes em sua longa carreira. O trabalho \"Sobre a Passagem de Correntes El\u00e9tricas Atrav\u00e9s de Sulfetos Met\u00e1licos\" foi aceito na revista Annalen de Pogendorff, uma prestigiada publica\u00e7\u00e3o dedicada \u00e0s ci\u00eancias f\u00edsicas. Apesar do t\u00edtulo enfadonho, o trabalho de Braun descreveu alguns resultados experimentais surpreendentes e enigm\u00e1ticos.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"A Hist\u00f3ria do Transistor: Tateando na Escurid\u00e3o\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/dba4a5648572427d3c139ff9560f92f9.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Ferdinand Braun<\/i><\/p>\n<p>Braun ficou intrigado com os sulfetos \u2013 cristais minerais compostos de compostos de enxofre com metais \u2013 devido aos trabalhos de <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%93%D0%B8%D1%82%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%84,_%D0%98%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%BD_%D0%92%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%B3%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BC\">Johann Wilhelm Hittorf<\/a><\/noindex>. Em 1833, Michael Faraday observou que a condutividade do sulfeto de prata aumenta com a temperatura, o que \u00e9 completamente oposto ao comportamento dos condutores met\u00e1licos. Hittorf elaborou um minucioso relat\u00f3rio quantitativo sobre as medi\u00e7\u00f5es desse efeito na d\u00e9cada de 1850, tanto para sulfetos de prata quanto de cobre. Agora Brown, utilizando uma engenhosa instala\u00e7\u00e3o experimental que pressionava um fio met\u00e1lico contra um cristal de sulfeto com uma mola para garantir um bom contato, descobriu algo ainda mais estranho. A condutividade dos cristais dependia da dire\u00e7\u00e3o \u2014 por exemplo, a corrente podia fluir bem em uma dire\u00e7\u00e3o, mas ao inverter a polaridade da bateria, a corrente poderia despencar de repente. Os cristais em uma dire\u00e7\u00e3o se comportavam mais como condutores (como metais normais), enquanto na outra dire\u00e7\u00e3o se comportavam mais como isolantes (como vidro ou borracha). Essa propriedade ficou conhecida como retifica\u00e7\u00e3o, devido \u00e0 sua capacidade de retificar a corrente alternada \u201condulada\u201d, transformando-a em corrente cont\u00ednua \u201cplana\u201d.<\/p>\n<p>Mais ou menos na mesma \u00e9poca, os pesquisadores descobriram outras propriedades estranhas de materiais como, por exemplo, o sel\u00eanio, que poderia ser extra\u00eddo de alguns min\u00e9rios de sulfeto de metais. Sob a influ\u00eancia da luz, o sel\u00eanio aumentava sua condutividade e at\u00e9 come\u00e7ava a gerar eletricidade, al\u00e9m de poder ser utilizado para retifica\u00e7\u00e3o. Havia alguma rela\u00e7\u00e3o entre os cristais de sulfetos? Sem modelos te\u00f3ricos capazes de explicar o que estava acontecendo, reinava a confus\u00e3o nesta \u00e1rea.<\/p>\n<p>No entanto, a falta de teoria n\u00e3o impediu as tentativas de aplica\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica dos resultados. No final da d\u00e9cada de 1890, Brown tornou-se professor da Universidade de Estrasburgo \u2014 recentemente anexada \u00e0 Fran\u00e7a durante a <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%A4%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%BA%D0%BE-%D0%BF%D1%80%D1%83%D1%81%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%B2%D0%BE%D0%B9%D0%BD%D0%B0\">Guerra Franco-Prussiana<\/a><\/noindex> e renomeada para Universidade do Kaiser Wilhelm. L\u00e1, ele foi absorvido por um emocionante novo mundo da radiotelegrafia. Ele aceitou a proposta de um grupo de empres\u00e1rios para criar em conjunto um sistema de comunica\u00e7\u00e3o sem fio baseado na transmiss\u00e3o de ondas de r\u00e1dio atrav\u00e9s da \u00e1gua. No entanto, ele e seus parceiros rapidamente abandonaram a ideia inicial em favor da transmiss\u00e3o a\u00e9rea de sinais, que foi utilizada por Marconi e outros.<\/p>\n<p>Entre os aspectos do r\u00e1dio que o grupo de Brown buscava melhorar, estava o receptor que era padr\u00e3o na \u00e9poca, <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%9A%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%80\">coherer<\/a><\/noindex>. Ele se baseava no fato de que as ondas de r\u00e1dio faziam com que lascas de metal se aglomerassem, permitindo que a corrente da bateria flu\u00edsse at\u00e9 o dispositivo de sinaliza\u00e7\u00e3o. Isso funcionou, mas o sistema respondia apenas a sinais relativamente fortes, e para desmanchar o aglomerado de lascas, era necess\u00e1rio bater constantemente no dispositivo. Brown lembrou-se de seus antigos experimentos com cristais de sulfeto e, em 1899, reconstituiu seu antigo experimento com um novo objetivo - servir como um detector de sinais sem fio. O efeito de retifica\u00e7\u00e3o foi usado para converter uma pequena corrente oscilante, gerada pelas ondas de r\u00e1dio que passavam, em corrente cont\u00ednua, que poderia alimentar um pequeno alto-falante, emitindo cliques aud\u00edveis para cada ponto ou tra\u00e7o. Este dispositivo ficou conhecido mais tarde como &#171;<noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%9A%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B4%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80\">detector de bigode de gato<\/a><\/noindex>&#187; devido \u00e0 apar\u00eancia do fio que tocava facilmente a parte superior do cristal. Na \u00cdndia Brit\u00e2nica (onde hoje \u00e9 Bangladesh), o cientista e inventor Jagadish Bose construiu um dispositivo semelhante, possivelmente j\u00e1 em 1894. Outros logo come\u00e7aram a fazer detectores semelhantes baseados em sil\u00edcio e carborundo (carbeto de sil\u00edcio).<\/p>\n<p>No entanto, foi o <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%93%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%82\">galena<\/a><\/noindex>, sulfeto de chumbo, que era fundido para obter chumbo desde os tempos antigos, que se tornou o material preferido para detectores de cristal. Eles eram f\u00e1ceis de fabricar e baratos, e por isso se tornaram extremamente populares entre a primeira gera\u00e7\u00e3o de radioamadores. Al\u00e9m disso, ao contr\u00e1rio do coherer bin\u00e1rio (com lascas que podiam ou n\u00e3o se aglomerar), o retificador de cristal podia reproduzir um sinal cont\u00ednuo. Portanto, ele podia emitir transmiss\u00f5es aud\u00edveis de voz e m\u00fasica, e n\u00e3o apenas o c\u00f3digo Morse com seus pontos e tra\u00e7os.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"A Hist\u00f3ria do Transistor: Tateando na Escurid\u00e3o\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/b43382b70622d1171b8d3e65e5927526.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>O detector 'bigode de gato' baseado em galena. O pequeno peda\u00e7o de fio \u00e0 esquerda \u00e9 o bigode, e a pe\u00e7a de material prateado na parte inferior \u00e9 o cristal de galena.<\/i><\/p>\n<p>No entanto, como logo descobriram os desapontados radioamadores, encontrar o ponto m\u00e1gico na superf\u00edcie do cristal, que proporcionasse uma boa retifica\u00e7\u00e3o, poderia levar minutos ou at\u00e9 horas. E os sinais sem amplifica\u00e7\u00e3o eram fracos e apresentavam um som met\u00e1lico. Na d\u00e9cada de 1920, receptores com lampadas eletr\u00f4nicas e amplificadores tri\u00f3dicos praticamente eliminaram os detectores de cristal de uso quase geral. Sua \u00fanica caracter\u00edstica atrativa permanecia sendo o baixo custo.<\/p>\n<p>Essa breve incurs\u00e3o no campo dos receptores de r\u00e1dio parecia ser o limite da aplica\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica das estranhas propriedades el\u00e9tricas do material descobertas por Braun e outros.<\/p>\n<h2>\u00d3xido de cobre<\/h2>\n<p>\nEnt\u00e3o, na d\u00e9cada de 1920, outro f\u00edsico chamado Lars Grondahl fez algo estranho com seu equipamento experimental. Grondahl, o primeiro de uma linha de homens inteligentes e inquietos da hist\u00f3ria do Oeste americano, era filho de um engenheiro civil. Seu pai, imigrante da Noruega em 1880, trabalhou por v\u00e1rias d\u00e9cadas nas ferrovias da Calif\u00f3rnia, Oregon e Washington. Inicialmente, Grondahl parecia ter decidido deixar o mundo da engenharia de seu pai para tr\u00e1s e foi para a Universidade Johns Hopkins para se doutorar em f\u00edsica, buscando um caminho acad\u00eamico. Mas ent\u00e3o, ele tamb\u00e9m se envolveu no setor ferrovi\u00e1rio e assumiu uma posi\u00e7\u00e3o como diretor de pesquisa da Union Switch and Signal, uma divis\u00e3o do gigante industrial <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/Westinghouse_Electric\">Westinghouse<\/a><\/noindex>, que fornecia equipamentos para a ind\u00fastria ferrovi\u00e1ria.<\/p>\n<p>Em v\u00e1rias fontes, h\u00e1 raz\u00f5es contradit\u00f3rias que motivaram Grondahl em suas pesquisas, mas, de qualquer forma, ele come\u00e7ou a experimentar com discos de cobre aquecidos de um lado para criar uma camada oxidada. Enquanto trabalhava com eles, ele notou a assimetria da corrente \u2013 a resist\u00eancia em uma dire\u00e7\u00e3o era tr\u00eas vezes maior do que na outra. O disco de cobre e \u00f3xido de cobre retificava a corrente, assim como um cristal de sulfeto.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"A Hist\u00f3ria do Transistor: Tateando na Escurid\u00e3o\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/5ea17aa0272848adb9fdb122b650dc19.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Esquema de retificador de \u00f3xido de cobre<\/i><\/p>\n<p>Nos seis anos seguintes, Grondal desenvolveu um retificador comercial pronto para uso com base nesse fen\u00f4meno, contando com a ajuda de outro pesquisador dos EUA, Paul Geiger, e depois solicitou uma patente, anunciando sua descoberta na Sociedade Americana de F\u00edsica em 1926. O dispositivo rapidamente se tornou um sucesso comercial. Devido \u00e0 aus\u00eancia de filamentos fr\u00e1geis, era muito mais confi\u00e1vel do que o retificador baseado em v\u00e1lvulas de Fleming e era barato de produzir. Ao contr\u00e1rio dos retificadores de cristais de Braun, funcionava na primeira tentativa, e devido \u00e0 maior \u00e1rea de contato entre metal e \u00f3xido, operava em uma ampla gama de correntes e tens\u00f5es. Podia carregar baterias, detectar sinais em v\u00e1rios sistemas el\u00e9tricos e funcionar como um shunt de seguran\u00e7a em geradores potentes. Quando utilizado como um fotodetector, os discos podiam atuar como medidores de luz, sendo especialmente \u00fateis em fotografia. Outros pesquisadores aproximadamente na mesma \u00e9poca desenvolveram retificadores de sel\u00eanio, que encontraram aplica\u00e7\u00f5es semelhantes.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"A Hist\u00f3ria do Transistor: Tateando na Escurid\u00e3o\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/61c76a25b892e1064316faf461bd3da1.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Pacote de retificadores baseados em \u00f3xido de cobre. Um conjunto de v\u00e1rios discos aumentava a resist\u00eancia reversa, permitindo que fossem usados com alta tens\u00e3o.<\/i><\/p>\n<p>Ap\u00f3s alguns anos, dois f\u00edsicos dos Laborat\u00f3rios Bell, Joseph Becker e <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%91%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%82%D0%B5%D0%B9%D0%BD,_%D0%A3%D0%BE%D0%BB%D1%82%D0%B5%D1%80_%D0%A5%D0%B0%D1%83%D0%B7%D0%B5%D1%80\">Walter Brattain<\/a><\/noindex>, decidiram estudar o princ\u00edpio de funcionamento do retificador de cobre \u2013 estavam interessados em entender como ele funcionava e como poderia ser utilizado na empresa Bell System.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"A Hist\u00f3ria do Transistor: Tateando na Escurid\u00e3o\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/a670707a5c9ee86ae7b7f129fd8fdee1.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Brattain na velhice \u2013 c. 1950<\/i><\/p>\n<p>Brattain era da mesma regi\u00e3o que Grondal, do Noroeste do Pac\u00edfico, onde cresceu em uma fazenda localizada a algumas milhas da fronteira canadense. Nos anos finais do ensino m\u00e9dio, come\u00e7ou a se interessar por f\u00edsica, demonstrando talentos nessa \u00e1rea, e acabou obtendo um doutorado na Universidade de Minnesota no final da d\u00e9cada de 1920, ingressando nos Laborat\u00f3rios Bell em 1929. Entre outras coisas, na universidade estudou a nova f\u00edsica te\u00f3rica que estava ganhando popularidade na Europa e conhecida como mec\u00e2nica qu\u00e2ntica (seu orientador foi <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%92%D0%B0%D0%BD_%D0%A4%D0%BB%D0%B5%D0%BA,_%D0%94%D0%B6%D0%BE%D0%BD_%D0%A5%D0%B0%D0%B7%D0%B1%D1%80%D1%83%D0%BA\">John Hazbrook Van Vleck<\/a><\/noindex>, que tamb\u00e9m foi mentor de John Atanasoff).<\/p>\n<h2>Revolu\u00e7\u00e3o Qu\u00e2ntica<\/h2>\n<p>\nUma nova plataforma te\u00f3rica se desenvolveu lentamente nas \u00faltimas tr\u00eas d\u00e9cadas e, em seu tempo, poder\u00e1 explicar todos os fen\u00f4menos estranhos observados por muitos anos em materiais como galena, sel\u00eanio e \u00f3xido de cobre. Uma verdadeira coorte de f\u00edsicos, predominantemente jovens, principalmente da Alemanha e pa\u00edses vizinhos, provocou uma reviravolta qu\u00e2ntica na f\u00edsica. Onde quer que olhassem, descobriam n\u00e3o um mundo suave e cont\u00ednuo, como lhes ensinaram, mas estranhas part\u00edculas discretas.<\/p>\n<p>Tudo come\u00e7ou na d\u00e9cada de 1890. Max Planck, o mais renomado professor da Universidade de Berlim, decidiu trabalhar em um famoso problema n\u00e3o resolvido: como &#171;<noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%90%D0%B1%D1%81%D0%BE%D0%BB%D1%8E%D1%82%D0%BD%D0%BE_%D1%87%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%BE\">um corpo negro absoluto<\/a><\/noindex>&#187; (uma subst\u00e2ncia ideal que absorve toda a energia e n\u00e3o a reflete) emite radia\u00e7\u00e3o no espectro eletromagn\u00e9tico? V\u00e1rias modelos foram testados, nenhum dos quais se adequava aos resultados experimentais - eles falhavam em uma ponta ou na outra do espectro. Planck descobriu que, se supus\u00e9ssemos que a energia era emitida pelo corpo em pequenos 'pacotes' de magnitude discreta, poder\u00edamos escrever uma simples lei de rela\u00e7\u00e3o entre frequ\u00eancia e energia, que coincidia perfeitamente com os resultados emp\u00edricos.<\/p>\n<p>Logo depois disso, Einstein descobriu que o mesmo se aplicava \u00e0 absor\u00e7\u00e3o da luz (a primeira pista sobre os f\u00f3tons), e J.J. Thomson mostrou que a eletricidade tamb\u00e9m \u00e9 transportada n\u00e3o por um l\u00edquido cont\u00ednuo ou uma onda, mas por part\u00edculas discretas \u2013 el\u00e9trons. Ent\u00e3o, Niels Bohr criou um modelo que explicava como \u00e1tomos excitados emitem radia\u00e7\u00e3o, atribuindo aos el\u00e9trons \u00f3rbitas individuais no \u00e1tomo, cada uma com sua pr\u00f3pria energia. No entanto, esse nome \u00e9 enganoso, pois eles n\u00e3o se comportam de forma alguma como \u00f3rbitas planet\u00e1rias \u2013 no modelo de Bohr, os el\u00e9trons transitavam instantaneamente de uma \u00f3rbita, ou n\u00edvel de energia, para outro, sem passar por um estado intermedi\u00e1rio. Finalmente, na d\u00e9cada de 1920, Erwin Schr\u00f6dinger, Werner Heisenberg, Max Born e outros criaram uma plataforma matem\u00e1tica generalizada, conhecida como mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, que incorporou todos os modelos qu\u00e2nticos especiais desenvolvidos nos vinte anos anteriores.<\/p>\n<p>At\u00e9 esse momento, os f\u00edsicos j\u00e1 tinham certeza de que materiais como sel\u00eanio e galena, que demonstram propriedades fotovoltaicas e retificadoras, pertencem a uma classe separada de materiais que eles chamaram de semicondutores. A classifica\u00e7\u00e3o levou tempo por v\u00e1rias raz\u00f5es. Primeiro, as categorias de 'condutores' e 'isolantes' eram bastante amplas. Os chamados 'condutores' variavam enormemente em sua condutividade, e algo semelhante (em menor grau) tamb\u00e9m se aplicava aos isolantes, n\u00e3o sendo \u00f3bvio como um determinado condutor poderia ser classificado em uma dessas categorias. Al\u00e9m disso, at\u00e9 a metade do s\u00e9culo XX, era imposs\u00edvel obter ou criar subst\u00e2ncias muito puras, e quaisquer anomalias na condutividade de materiais naturais sempre poderiam ser atribu\u00eddas \u00e0 contamina\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<p>Agora, os f\u00edsicos tinham tanto ferramentas matem\u00e1ticas da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica quanto uma nova classe de materiais \u00e0 qual poderiam aplic\u00e1-las. O te\u00f3rico brit\u00e2nico <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Alan_Herries_Wilson\">Alan Wilson<\/a><\/noindex> foi o primeiro a reunir tudo isso e a criar um modelo geral de semicondutores e seu funcionamento em 1931.<\/p>\n<p>Inicialmente, Wilson afirmava que os materiais condutores diferiam dos diel\u00e9tricos pelo estado das bandas de energia. A mec\u00e2nica qu\u00e2ntica afirma que os el\u00e9trons podem existir em um n\u00famero limitado de n\u00edveis de energia inerentes aos subn\u00edveis, ou orbitais, de \u00e1tomos individuais. Se compactarmos esses \u00e1tomos em uma estrutura de determinado material, \u00e9 mais preciso imaginar bandas de energia cont\u00ednuas que atravessam este material. Nos condutores, nas bandas de energia mais elevadas, h\u00e1 locais vagos, e o campo el\u00e9trico pode mover el\u00e9trons livremente para l\u00e1. Nos isolantes, as bandas est\u00e3o preenchidas, e alcan\u00e7ar uma banda de energia mais alta, onde a eletricidade pode fluir mais facilmente, \u00e9 uma tarefa bastante dif\u00edcil.<\/p>\n<p>Isso o levou \u00e0 conclus\u00e3o de que impurezas \u2013 \u00e1tomos estranhos na estrutura do material \u2013 devem contribuir para suas propriedades semicondutoras. Elas podem fornecer el\u00e9trons em excesso, que facilmente entram na zona de condu\u00e7\u00e3o, ou buracos \u2013 a aus\u00eancia de el\u00e9trons em compara\u00e7\u00e3o com o restante do material \u2013 criando espa\u00e7os energ\u00e9ticos vazios onde os el\u00e9trons livres podem se mover. O primeiro \u00e9 mais tarde chamado de semicondutores do tipo n (ou eletr\u00f4nicos) \u2013 devido \u00e0 carga negativa em excesso, e os segundos \u2013 do tipo p, ou com buracos \u2013 por conta da carga positiva em excesso.<\/p>\n<p>Finalmente, Wilson sugeriu que a retifica\u00e7\u00e3o da corrente pelos semicondutores poderia ser explicada em termos do que \u00e9 conhecido como <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%A2%D1%83%D0%BD%D0%BD%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82\">efeito t\u00fanel<\/a><\/noindex>, um salto s\u00fabito de el\u00e9trons atrav\u00e9s de uma fina barreira el\u00e9trica no material. A teoria parecia plaus\u00edvel, no entanto, previa que a corrente no retificador deveria fluir do \u00f3xido para o cobre, quando na realidade era o contr\u00e1rio.<\/p>\n<p>Assim, apesar de todos os avan\u00e7os de Wilson, os semicondutores continuavam a ser complexos para explicar. \u00c0 medida que se tornava cada vez mais claro, mudan\u00e7as microsc\u00f3picas na estrutura cristalina e na concentra\u00e7\u00e3o de impurezas afetavam desproporcionalmente seu comportamento el\u00e9trico macrosc\u00f3pico. Ignorando a falta de compreens\u00e3o \u2013 j\u00e1 que ningu\u00e9m conseguiu explicar as observa\u00e7\u00f5es experimentais feitas por Brown 60 anos antes \u2013 Brattain e Becker desenvolveram um processo de produ\u00e7\u00e3o eficaz de retificadores de \u00f3xido de cobre para seu empregador. O Bell System rapidamente come\u00e7ou a substituir os retificadores com v\u00e1lvulas eletr\u00f4nicas em todo o sistema por um novo dispositivo que seus engenheiros chamaram de <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%92%D0%B0%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80\">varistor<\/a><\/noindex>, uma vez que sua resist\u00eancia mudava conforme a dire\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<h2>Medalha de Ouro<\/h2>\n<p>\nMerwin Kelly, f\u00edsico e ex-chefe do departamento de l\u00e2mpadas eletr\u00f4nicas dos Laborat\u00f3rios Bell, ficou muito interessado neste avan\u00e7o. Durante algumas d\u00e9cadas, as l\u00e2mpadas eletr\u00f4nicas foram de um valor inestim\u00e1vel para a Bell, desempenhando fun\u00e7\u00f5es que estavam al\u00e9m das capacidades da gera\u00e7\u00e3o anterior de componentes mec\u00e2nicos e eletromec\u00e2nicos. No entanto, elas aqueciam muito, frequentemente superaqueceram, consumiam muita energia e eram dif\u00edceis de manter. Kelly planejava reconstruir o sistema da Bell com base em componentes eletr\u00f4nicos s\u00f3lidos mais confi\u00e1veis e dur\u00e1veis, como o varistor, que n\u00e3o exigia nenhuma embalagem herm\u00e9tica, preenchida com g\u00e1s ou vazia, nem filamentos aquecidos. Em 1936, ele tornou-se chefe do departamento de pesquisa dos Laborat\u00f3rios Bell e come\u00e7ou a redirecionar a organiza\u00e7\u00e3o para um novo caminho.<\/p>\n<p>Ap\u00f3s obter o retificador s\u00f3lido, o pr\u00f3ximo passo \u00f3bvio era criar um amplificador s\u00f3lido. Naturalmente, assim como o amplificador a v\u00e1lvula, tal dispositivo poderia funcionar tamb\u00e9m como um interruptor digital. Isso interessava especialmente \u00e0 empresa Bell, uma vez que ainda havia uma quantidade enorme de interruptores digitais eletromec\u00e2nicos nos centrais telef\u00f4nicas. A companhia procurava uma substitui\u00e7\u00e3o mais confi\u00e1vel, compacta, energeticamente eficiente e fria \u00e0 l\u00e2mpada eletr\u00f4nica em sistemas telef\u00f4nicos, r\u00e1dios, radares e outros equipamentos anal\u00f3gicos, onde eram utilizados para amplificar sinais fracos a n\u00edveis aud\u00edveis para o ouvido humano.<\/p>\n<p>Em 1936, os Laborat\u00f3rios Bell finalmente suspenderam a proibi\u00e7\u00e3o de contrata\u00e7\u00e3o de pessoal, que havia sido imposta durante a <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%92%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D0%B5%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%8F\">Grande Depress\u00e3o<\/a><\/noindex>. Kelly imediatamente come\u00e7ou a contratar especialistas em mec\u00e2nica qu\u00e2ntica para ajudar a iniciar seu programa de pesquisa em dispositivos s\u00f3lidos, dentre os quais estava <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%A8%D0%BE%D0%BA%D0%BB%D0%B8,_%D0%A3%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D1%8F%D0%BC_%D0%91%D1%80%D1%8D%D0%B4%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%B4\">William Shockley<\/a><\/noindex>, outro oriundo da costa oeste, de Palo Alto (Calif\u00f3rnia). O tema de sua disserta\u00e7\u00e3o rec\u00e9m-defendida no MIT se adequava perfeitamente \u00e0s necessidades de Kelly: \"Zonas eletr\u00f4nicas no cloreto de s\u00f3dio\".<\/p>\n<p>Brattain e Becker continuaram suas pesquisas sobre o retificador de \u00f3xido de cobre, buscando desenvolver um amplificador s\u00f3lido melhorado. A maneira mais \u00f3bvia de fabric\u00e1-lo era seguir a analogia com a v\u00e1lvula eletr\u00f4nica. Assim como Lee de Forest colocou a grade el\u00e9trica <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/405207\/\">entre o c\u00e1todo e o \u00e2nodo, Brattain e Becker imaginaram como inserir uma grade no ponto de contato entre o cobre e o \u00f3xido de cobre, onde se presumiu que a retifica\u00e7\u00e3o acontecia. No entanto, devido \u00e0 fina espessura da camada, eles acharam isso imposs\u00edvel e n\u00e3o tiveram sucesso.<\/a><\/noindex> Enquanto isso, outros desenvolvimentos mostraram que os Laborat\u00f3rios Bell n\u00e3o eram a \u00fanica empresa interessada na eletr\u00f4nica s\u00f3lida. Em 1938, Rudolf Hilf e Robert Paul publicaram os resultados de experimentos conduzidos na Universidade de G\u00f6ttingen sobre um amplificador s\u00f3lido funcionando, criado atrav\u00e9s da inser\u00e7\u00e3o de uma grade em um cristal de brometo de pot\u00e1ssio. Este dispositivo laboratorial n\u00e3o tinha valor pr\u00e1tico \u2013 principalmente porque operava em uma frequ\u00eancia n\u00e3o superior a 1 Hz. E mesmo assim, essa conquista n\u00e3o deixou de alegrar todos os interessados na eletr\u00f4nica s\u00f3lida. Nesse mesmo ano, Kelly designou Shockley para um novo grupo independente de pesquisa de dispositivos s\u00f3lidos e lhe deu, junto com seus colegas \u2013 Foster Nichols e Dean Woolridge \u2013 carta branca para explorar suas possibilidades.<\/p>\n<p>Pelo menos mais dois inventores conseguiram criar amplificadores s\u00f3lidos antes da Segunda Guerra Mundial. Em 1922, o f\u00edsico e inventor sovi\u00e9tico<\/p>\n<p>Oleg Vladimirovich Lossiev <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%9B%D0%BE%D1%81%D0%B5%D0%B2,_%D0%9E%D0%BB%D0%B5%D0%B3_%D0%92%D0%BB%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87\">publicou os resultados de experimentos bem-sucedidos com semicondutores de zicnita, mas seus trabalhos passaram despercebidos pela comunidade ocidental; em 1926, o inventor americano Julius Lilenfeld solicitou uma patente para um amplificador s\u00f3lido, mas n\u00e3o h\u00e1 evid\u00eancias do funcionamento de sua inven\u00e7\u00e3o.<\/a><\/noindex> publicou os resultados de experimentos bem-sucedidos com semicondutores de zinco, mas seus trabalhos passaram despercebidos pela comunidade ocidental; em 1926, o inventor americano Julius Lilienfeld solicitou uma patente para um amplificador s\u00f3lido, mas n\u00e3o h\u00e1 evid\u00eancias do funcionamento de sua inven\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<p>A primeira grande revela\u00e7\u00e3o de Shockley em sua nova posi\u00e7\u00e3o ocorreu durante a leitura do trabalho do f\u00edsico brit\u00e2nico Neville Mott, \"Teoria dos Retificadores Cristalinos\", de 1938, onde finalmente se explicava o princ\u00edpio de funcionamento do retificador Grondahl no \u00f3xido de cobre. Mott utilizou a matem\u00e1tica da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica para descrever a forma\u00e7\u00e3o do campo el\u00e9trico na interface entre o metal condutor e o \u00f3xido semicondutor, e como os el\u00e9trons \"saltam\" atrav\u00e9s dessa barreira el\u00e9trica, em vez de tunelarem, como sugeriu Wilson. A corrente flui mais facilmente do metal para o semicondutor do que o contr\u00e1rio, pois o metal possui muito mais el\u00e9trons livres.<\/p>\n<p>Isso levou Shockley a uma ideia exatamente como a que Brattain e Becker consideraram e rejeitaram muitos anos antes \u2013 fabricar um amplificador de estado s\u00f3lido inserindo uma grade de \u00f3xido de cobre no espa\u00e7o entre o cobre e o \u00f3xido de cobre. Ele esperava que a corrente que passava pela grade aumentasse a barreira limitando a corrente que ia do cobre para o \u00f3xido, criando uma vers\u00e3o invertida e amplificada do sinal na grade. Sua primeira tentativa rudimentar falhou completamente, ent\u00e3o ele recorreu a algu\u00e9m com habilidades de laborat\u00f3rio mais refinadas e bem conhecido pelos retificadores \u2013 Walter Brattain. E, embora n\u00e3o tivesse d\u00favidas sobre o resultado, Brattain concordou em satisfazer a curiosidade de Shockley e criou uma vers\u00e3o mais sofisticada do amplificador \"gradeado\". Ela tamb\u00e9m se recusou a funcionar.<\/p>\n<p>Em seguida, a guerra interferiu, deixando o novo programa de pesquisa de Kelly em desordem. Kelly assumiu a lideran\u00e7a de um grupo de trabalho em radar nos Laborat\u00f3rios Bell, que operava com o apoio do principal centro de pesquisa em radar dos EUA no MIT. Brattain trabalhou por pouco tempo com ele, e depois passou a pesquisar a detec\u00e7\u00e3o magn\u00e9tica de submarinos a pedido da marinha. Wooldridge trabalhava em sistemas de controle de fogo, Nix \u2013 na difus\u00e3o de gases para o Projeto Manhattan, e Shockley se afastou para pesquisas operacionais, inicialmente envolvendo a luta contra submarinos no Atl\u00e2ntico e depois bombardeios estrat\u00e9gicos no Pac\u00edfico.<\/p>\n<p>No entanto, apesar dessa interven\u00e7\u00e3o, a guerra n\u00e3o impediu o desenvolvimento da eletr\u00f4nica de estado s\u00f3lido. Pelo contr\u00e1rio, ela organizou um grande influxo de recursos nessa \u00e1rea e levou \u00e0 concentra\u00e7\u00e3o de pesquisas em dois materiais: germ\u00e2nio e sil\u00edcio.<\/p>\n<h2>O que mais ler<\/h2>\n<p>\nErnest Bruan e Stuart MacDonald, Revolu\u00e7\u00e3o em Miniatura (1978)<\/p>\n<p>Friedrich Kurylo e Charles Susskind, Ferdinand Braun (1981)<\/p>\n<p>G. L. Pearson e W. H. Brattain, \u201cHist\u00f3ria da Pesquisa em Semicondutores,\u201d Proceedings of the IRE (dezembro de 1955).<\/p>\n<p>Michael Riordan e Lillian Hoddeson, Crystal Fire (1997)<br \/>\n<br \/>Fonte: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/448238\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u0414\u0440\u0443\u0433\u0438\u0435 \u0441\u0442\u0430\u0442\u044c\u0438 \u0446\u0438\u043a\u043b\u0430: \u0418\u0441\u0442\u043e\u0440\u0438\u044f \u0440\u0435\u043b\u0435 \u041c\u0435\u0442\u043e\u0434 \u00ab\u0431\u044b\u0441\u0442\u0440\u043e\u0439 \u043f\u0435\u0440\u0435\u0434\u0430\u0447\u0438 \u0441\u0432\u0435\u0434\u0435\u043d\u0438\u0439\u00bb, \u0438\u043b\u0438 \u0417\u0430\u0440\u043e\u0436\u0434\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0440\u0435\u043b\u0435 \u0414\u0430\u043b\u044c\u043d\u043e\u043f\u0438\u0441\u0435\u0446 \u0413\u0430\u043b\u044c\u0432\u0430\u043d\u0438\u0437\u043c 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