Artikuj të tjerë të ciklit:
- Historia e releve
- Historia e kompjuterëve elektronikë
- Historia e tranzistorit
- Historia e Internetit
Rruga drejt çelĂ«sve tĂ« ngurtĂ« ishte e gjatĂ« dhe e komplikuar. Ajo filloi me zbulimin se disa materiale veprojnĂ« çuditshĂ«m pĂ«rballĂ« elektricitetit â ndryshe nga sa parashikoheshin nga teoritĂ« ekzistuese nĂ« atĂ« kohĂ«. Pas saj erdhi njĂ« histori mbi atĂ« se si teknologjia nĂ« shekullin XX po bĂ«hej gjithnjĂ« e mĂ« shumĂ« njĂ« disiplinĂ« shkencore dhe institucionale. AmatorĂ«, tĂ« rinj dhe shpikĂ«s profesionistĂ«, thuajse pa asnjĂ« arsimim shkencor, bĂ«nĂ« kontribucione tĂ« rĂ«ndĂ«sishme nĂ« formimin e telgrafit, telefonisĂ« dhe radios. Por, si do ta shohim, pothuajse tĂ« gjitha pĂ«rparimet nĂ« historinĂ« e elektronikĂ«s sĂ« ngurtĂ« ndodhĂ«n falĂ« shkencĂ«tarĂ«ve qĂ« ndoqĂ«n studimet nĂ« universitete (dhe zakonisht kishin njĂ« doktoraturĂ« nĂ« fizik) dhe punonin nĂ« universitete ose laboratore kĂ«rkimore korporatash.
Ădo person me akses nĂ« njĂ« punĂ«tori dhe me aftĂ«si bazike nĂ« punimin e materialeve mund tĂ« montojĂ« njĂ« relĂ© nga telat, metali dhe druri. PĂ«r tĂ« krijuar llampa elektronike nevojiten mjete mĂ« tĂ« specializuara, tĂ« cilat janĂ« nĂ« gjendje tĂ« krijojnĂ« njĂ« kupĂ« stakll dhe tĂ« nxjerrin ajrin prej saj. Pajisjet e ngurta, nga ana tjetĂ«r, u zhytĂ«n nĂ« njĂ« hare, nga e cila çelĂ«si digjital nuk u kthye kurrĂ«, duke u zhytur gjithnjĂ« e mĂ« thellĂ« nĂ« botĂ«, ku vetĂ«m matematika abstrakte i kupton dhe qĂ« janĂ« tĂ« arritshme vetĂ«m me ndihmĂ«n e pajisjeve tĂ« çmendura tĂ« shtrenjta.
Galeni
NĂ« vitin 1874 , njĂ« fizikant 24-vjeçar nga Shkolla ShĂ«n Thoma nĂ« Leipzig, publikoi punĂ«n e parĂ« nga njĂ« numĂ«r i madh punimesh tĂ« rĂ«ndĂ«sishme shkencore gjatĂ« karrierĂ«s sĂ« tij tĂ« gjatĂ«. Puna "PĂ«r kalimin e rrymave elektrike nĂ« sulfidet e metaleve" u pranuar nĂ« revistĂ«n Pogendorffâs Annalen, njĂ« revistĂ« prestigjioze e dedikuar shkencave fizike. PavarĂ«sisht nga titulli i mĂ«rzitshĂ«m, puna e Braunit pĂ«rshkruante disa rezultate eksperimentale tĂ« befasuese dhe misterioze.
Ferdinand Braun
Brauni u intrigua nga sulfidet â kristale minerale tĂ« pĂ«rbĂ«ra nga komponime tĂ« squfurit me metale â falĂ« punimeve . NĂ« vitin 1833, Michael Faraday vuri re se dukshmĂ«ria e sulfidit tĂ« argjendit rritet me temperaturĂ«n, gjĂ« qĂ« Ă«shtĂ« krejtĂ«sisht e kundĂ«rt me sjelljen e florĂ«s metalike. Gitthorpe pĂ«rgatiti njĂ« raport tĂ« kujdesshĂ«m sasiore mbi matjet e kĂ«tij efekti nĂ« vitet 1850, pĂ«r sulfidet e argjendit dhe atij tĂ« bakrit. Tani, Brown, duke pĂ«rdorur njĂ« pĂ«rbĂ«rje eksperimentale tĂ« zgjuar qĂ« shtypte njĂ« tel metalik nĂ« kristalin e sulfidit me njĂ« spring, pĂ«r tĂ« siguruar njĂ« kontakt tĂ« mirĂ«, zbuloi diçka edhe mĂ« tĂ« çuditshme. DukshmĂ«ria e kristaleve varej nga drejtimi â pĂ«r shembull, energjia mund tĂ« rridhte mirĂ« nĂ« njĂ« drejtim, por kur pĂ«rmbysnin polaritetin e baterisĂ«, energjia mund tĂ« binte papritmas. Kristalet nĂ« njĂ« drejtim punonin mĂ« shumĂ« si duke qenĂ« drejtues (si metalet normale), ndĂ«rsa nĂ« drejtimin tjetĂ«r mĂ« shumĂ« si izolatorĂ« (si qelqi ose goma). Ky avantazh u njoh si drejtimi, pĂ«r shkak tĂ« aftĂ«sisĂ« pĂ«r t'i drejtuar energjisĂ«
Rreth të njëjtës kohë, hulumtuesit zbuluan edhe disa cilësi të tjera të çuditshme të materialeve si seleni, i cili mund të ishte nxjerrë nga disa mineralet sulfidike të metaleve. Nën ndihmën e dritës, seleni rriti dukshmërinë dhe madje filloi të gjeneronte elektricitet, si dhe mund të përdorej për të drejtuar energjinë. A kishte ndonjë lidhje me kristalet e sulfidëve? Pa modele teorike për të shpjeguar atë që ndodhte, në këtë fushë mbizotëronte konfuzioni.
MegjithatĂ«, mungesa e teorisĂ« nuk ndaloi pĂ«rpjekjet pĂ«r pĂ«rdorimin praktik tĂ« rezultateve. NĂ« fund tĂ« viteve 1890, Brown u bĂ« profesor nĂ« Universitetin e Strasburgut â qĂ« sapo ishte aneksuar nga Franca gjatĂ« dhe u riemĂ«rua si Universiteti i Kaiser Wilhelm. Atje, u thith nga bota emocionuese e re e radiotelegrafisĂ«. Ai pranoi propozimin e njĂ« grupi sipĂ«rmarrĂ«sish pĂ«r tĂ« bashkĂ«punuar nĂ« krijimin e njĂ« sistemi komunikimi pa tel, tĂ« bazuar nĂ« transmetimin e valĂ«ve tĂ« radios pĂ«rmes ujit. MegjithatĂ«, ata dhe aleatĂ«t e tij shpejt braktisĂ«n idenĂ« fillestare nĂ« favor tĂ« transmetimit tĂ« sinjaleve nĂ« ajĂ«r, qĂ« ishte pĂ«rdorur nga Marconi dhe tĂ« tjerĂ«.
Mes bukave tĂ« radios qĂ« grupi Brown pĂ«rpiqej tĂ« pĂ«rmirĂ«sonte, ishte pranuar nĂ« atĂ« kohĂ« standardi i receptorĂ«ve, . Ai u bazua nĂ« faktin qĂ« valĂ«t radio e bĂ«nin pluhurin metalik tĂ« grumbullohej nĂ« njĂ« masĂ«, çka lejonte kalimin e rrymĂ«s nga bateria nĂ« pajisjen sinjalizuese. Kjo funksionoi, por sistemi pĂ«rgjigjej vetĂ«m nĂ« sinjale relativisht tĂ« forta, dhe pĂ«r tĂ« shkatĂ«rruar masĂ«n e pluhurit, kĂ«rkohej tĂ« goditej vazhdimisht pajisja. Brown e kujtoi eksperimente tĂ« tij tĂ« vjetra me kristalet e sulfideve dhe nĂ« vitin 1899 ripĂ«rtĂ«riu pajisjen e tij eksperimentale me njĂ« qĂ«llim tĂ« ri â tĂ« shĂ«rbejĂ« si detektor i sinjaleve pa tela. Efekti i drejtimit e pĂ«rdori pĂ«r tĂ« konvertuar rrymĂ«n e vogĂ«l qĂ« vibronte, e cila gjenerohej nga valĂ«t radio, nĂ« rrymĂ« tĂ« qĂ«ndrueshme qĂ« mund tĂ« ushqente njĂ« altoparlant tĂ« vogĂ«l qĂ« jepte klikime tĂ« dĂ«gjueshme pĂ«r secilĂ«n pikĂ« ose vijĂ« tĂ« gjatĂ«. Ky pajisje mĂ« vonĂ« u bĂ« i njohur si "" pĂ«r shkak tĂ« dukjes sĂ« telit qĂ« prekte me lehtĂ«si majĂ«n e kristalit. NĂ« IndinĂ« Britanike (ku sot ndodhet Bangladeshi), shkencĂ«tari dhe shpikĂ«si Jagadish Bose ndĂ«rtoi njĂ« pajisje tĂ« ngjashme, ndoshta edhe nĂ« vitin 1894. TĂ« tjerĂ«t shumĂ« shpejt filluan tĂ« bĂ«nin detektorĂ« tĂ« ngjashĂ«m nĂ« bazĂ« tĂ« silikonit dhe karborundumit (karbidi i silikonit).
Megjithatë, pikërisht , sulfidi i plumbit, i cili është shkrirë për të marrë plumb që nga kohët e lashta, u bë materiali preferuar për detektorët kristalorë. Ata ishin të thjeshtë për t'u prodhuar dhe të lirë, dhe si rezultat, u bë popullorë ndër brezin e parë të entuziastëve të radios. Më shumë se kaq, ndryshe nga kohereri binar (me pluhurin që ose grumbullohej ose jo), drejtuesi kristalor mund të riprodhonte një sinjal të vazhdueshëm. Prandaj, ai mund të jepte të dëgjuar sinjale të bisedave dhe muzikës, jo vetëm morse me pika dhe vijë.
Detektori "mustaqet e maceve" i bazuar nĂ« galenit. NjĂ« copĂ« e vogĂ«l teli majtas â kjo Ă«shtĂ« mustaqja, dhe copĂ« e materialit tĂ« argjendtĂ« mĂ« poshtĂ« â kristali i galenit.
Megjithatë, siç e kuptuan shpejt entuziastët e radios, gjetja e pikës magjike në sipërfaqen e kristalit, e cila do t'i jepte një drejtim të mirë, mund të zgjaste minuta ose madje orë. Ndërsa sinjalet pa amplifikim ishin të dobëta dhe kishin një tingull metalik. Deri në vitet 1920, prapambetësit me lampë elektronike dhe amplifikatorë triode praktikisht e kishin nxjerrë nga përdorimi detektorët kristal në pothuajse çdo vend. Ajo çfarë mbetej erreth tyre ishte vetëm çmimi i ulët.
Ky paraqitje e shkurtër në arenën e prapambetësve duket se ishte kufiri i aplikimit praktik të vetive të çuditshme elektrike të materialit, të zbuluara nga Braun dhe të tjerët.
Oksidi i bakrit
Më pas, në vitet 1920, një fizikant tjetër me emrin Lars Grondal zbuloi diçka të çuditshme përmes pajisjes së tij eksperimentale. Grondal, i pari në zinxhirin e burrave të mençur dhe të papërshtatshëm nga historia e Perëndimit Amerikan, ishte biri i një inxhinieri ndërtimi. Baba i tij, i emigrueshëm nga Norvegjia në vitin 1880, punoi për disa dekada në hekurudhat e Kalifornisë, Oregonit dhe Washingtonit. Fillimisht, Grondal dukej se kishte vendosur të linte pas botën inxhinierike të babait, dhe shkoi në Institutin Johns Hopkins për të marrë doktoraturën në fizikë, për t'u shkolluar në një rrugë akademike. Por më vonë ai gjithashtu u përfshi në biznesin hekurudhor dhe u punësua si drejtor i kërkimeve në kompaninë Union Switch and Signal, një degë e gjigantit industrial , e cila furnizonte pajisje për industrinë hekurudhore.
NĂ« burime tĂ« ndryshme pĂ«rmenden arsye tĂ« kontradiktorĂ« qĂ« e motivuan Grondalin nĂ« kĂ«rkimet e tij, por siç do tĂ« ishte, ai filloi tĂ« eksperimentohet me disqe bakri tĂ« ngrohur nga njĂ«ra anĂ« pĂ«r tĂ« krijuar njĂ« shtresĂ« oksiduese. NdĂ«rsa punonte me ta, ai vuri re asimetri tĂ« rrymĂ«s â rezistenca nĂ« njĂ« drejtim ishte trefishi mĂ« i madh se nĂ« tjetrin. NjĂ« disk i bakrit dhe oksidit tĂ« bakrit drejtimin energjinĂ«, ngjashĂ«m me kristalin e sulfidit.
Skema e drejtuesit nga oksidi i bakrit
Grondal pas këtij fenomeni zhvilloi një drejtpërdrejtës komercial të gatshëm për përdorim në gjashtë vitet në vijim, duke marrë ndihmën e një tjetër kërkuesi nga SHBA, Paul Geiger, dhe më pas dërgoi një aplikim për patentë dhe shpalli zbulimin e tij në Shkollën Amerikane të Fizikës në 1926. Pajisja menjëherë u bë një hit tregu. Falë mungesës së fijëve të brishta ajo ishte shumë më e besueshme se drejtpërdrejtësi me vacuum që bazohej në parimin e valvulës së Fleming dhe ishte e lirë për t'u prodhuar. Ndryshe nga kristalet- drejtpërdrejtës të Brownit, ajo funksiononte që në përpjekjen e parë, dhe falë një sipërfaqe më të madhe kontakti midis metalit dhe oksidit, ajo funksiononte me një gamë më të gjerë rrymash dhe tensionesh. Ajo mund të ngarkohej akumulatorët, të zbulonte sinjalet në sisteme të ndryshme elektrike, dhe të punonte si shunt sigurie në gjeneratoret e fuqishëm. Kur përdorej si fotoelemen, disqet mund të funksiononin si matës të sasisë së dritës dhe ishin veçanërisht të dobishme në fotografi. Kërkues të tjerë rreth kësaj kohe zhvilluan drejtpërdrejtës të bazuar në selen, që gjetën përdorime të ngjashme.
Një paketë drejtpërdrejtësish të bazuar në oksid bakri. Një montim i disa disqeve rritte rezistencën prapavijë, duke e lejuar atë të përdorej me tension të lartë.
Pas disa vitesh, dy fizikantë nga Laboratorët Bell, Joseph Becker dhe , vendosën të studiojnë parimin e funksionimit të drejtpërdrejtësit të bakrit - ata ishin të interesuar të dinin se si funksiononte dhe si mund të përdorej në kompaninë Bell System.
Brattain në moshë të avancuar - rreth 1950
Brattain ishte nga të njëjtat vende si Grondal, nga veriperëndimi i Paqësorit, ku u rrit në një fermë që ndodhej disa kilometra nga kufiri kanadez. Në vitet e fundit të shkollës së mesme, ai filloi të interesohej për fizikën, tregoi aftësi në këtë fushë, dhe në fund mori një doktoraturë në Universitetin e Minesotës në fund të viteve 1920, dhe filloi punë në Laboratorët Bell në 1929. Ndër të tjera, në universitet ai studioi fizikën teorike më të fundit, e cila po fitonte popullaritet në Evropë, dhe e njohur si mekanika kuantike (kurore e tij ishte , i cili gjithashtu kishte qenë mentor i John Atanasoff).
Revolucioni kuantik
Platforma teorike e re po zhvillohet ngadalë përgjatë tri dekadave të fundit, dhe një ditë do të jetë në gjendje të shpjegojë të gjitha fenomenet e çuditshme që janë vëzhguar për vite të tëra në materiale të tilla si galenit, seleni dhe oksidi i bakrit. Një grup i tërë kryesisht fizikantësh të rinj, shumica nga Germania dhe vendet përreth, shkaktuan një revolucion kuantik në fizikë. Kudo që shikonin, ata zbulojnë një botë të çuditshme dhe diskrete, që u mësuan se ishte e qetë dhe e vazhdueshme.
E gjithĂ« kjo filloi nĂ« vitet 1890. Max Planck, profesori mĂ« i njohur i Universitetit tĂ« Berlinit, vendosi tĂ« punojĂ« me njĂ« problem tĂ« njohur tĂ« pazgjidhur: si "" (substanca ideale qĂ« pĂ«rthith tĂ« gjithĂ« energjinĂ« dhe nuk e reflekton atĂ«) emeton rrezatim nĂ« spektrin elektromagnetik? U provuan modele tĂ« ndryshme, asnjĂ«ra prej tĂ« cilave nuk pĂ«rputhej me rezultatet eksperimentale â ato dĂ«shtonin ose nĂ« njĂ«rin ose nĂ« tjetrin fund tĂ« spektrit. Planck zbuloi se nĂ«se supozohej se energjia emetohej nga trupi nĂ« paketa tĂ« vogla tĂ« sasisĂ« diskrete, atĂ«herĂ« mund tĂ« shkruhej njĂ« ligj i thjeshtĂ« i marrĂ«dhĂ«nies mes frekuencĂ«s dhe energjisĂ«, i cili pĂ«rputhej pĂ«rsosmĂ«risht me rezultatet empirike.
SĂ« shpejti pas kĂ«saj, Einstein zbuloi se e njĂ«jta gjĂ« ndodhte edhe me absorbimin e dritĂ«s (hint i parĂ« pĂ«r fotonĂ«t), dhe J.J. Thomson tregoi se elektriciteti gjithashtu pĂ«rcillet jo si njĂ« lĂ«ng i vazhdueshĂ«m apo si njĂ« valĂ«, por si pjesĂ«za diskrete â elektronet. MĂ« pas, Niels Bohr krijoi modelin qĂ« shpjegonte se si atomet e eksituara emetonin rrezatim, duke u caktuar elektronĂ«ve orbita tĂ« veçanta nĂ« atom, secila e cila ka energjinĂ« e saj. SidoqoftĂ«, ky emĂ«r Ă«shtĂ« mashtrues, pasi ato nuk sillen fare si orbitat e planetĂ«ve â nĂ« modelin e Bohr-it, elektronet kalonin menjĂ«herĂ« nga njĂ« orbitĂ«, apo nivel energjie, nĂ« njĂ« tjetĂ«r, pa kaluar nĂ« njĂ« gjendje ndĂ«rmjetore. Dhe, pĂ«rfundimisht, nĂ« vitet 1920, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born dhe tĂ« tjerĂ« krijuan njĂ« platformĂ« tĂ« pĂ«rgjithshme matematike, tĂ« njohur si mekanika kuantike, e cila pĂ«rfshinte tĂ« gjitha modelet e veçanta kuantike qĂ« ishin krijuar gjatĂ« njĂ«zete vjetĂ«ve tĂ« fundit.
Në këtë kohë, fizikantët ishin të sigurt se materiale si seleni dhe galeniti, që tregojnë pronat fotogalvanike dhe drejtueshmërinë, i përkasin një klase të veçantë materialesh, që ata e quajtën gjysmëpërçues. Klasifikimi mori kaq shumë kohë për disa arsye. Së pari, kategoritë "drejtues" dhe "izolatorë" ishin mjaft të gjera. Të ashtuquajturit "drejtues" ndryshonin shumë në drejtueshmërinë e tyre, po ashtu (në një masë më të vogël) ndodhte edhe me izolatorët, dhe nuk ishte e qartë se si ndonjë drejtues specifik mund të përfshihej në ndonjë prej këtyre klasave. Më tepër, deri në gjysmën e shekullit XX, ishte e pamundur të merreshin ose të krijoheshin substanca shumë të pastra, dhe çdo anomali në drejtueshmërinë e materialeve natyrore mund të ishte gjithmonë në lidhje me ndotjen.
Tani fizikantët kishin si mjetet matematike të mekanikës kuantike ashtu edhe një klasë të re materialesh, të cilat mund të përdoren për to. Teoritik britanik ishte i pari që mblodhi gjithçka së bashku dhe ndërlikoi një model të përgjithshëm për gjysmëpërçuesit dhe parimet e funksionimit të tyre në vitin 1931.
Fillimisht, Wilson pretendoi se materialet drejtues ndryshojnë nga dielektrikët në gjendjen e zonave energjetike. Mekanika kuantike pohon se elektronet mund të ekzistojnë në një numër të kufizuar të niveleve energjetike që i takojnë shell-it ose orbitaleve të atomeve të veçanta. Nëse këta atome ngjeshen së bashku në strukturën e ndonjë materiali, është më e saktë të imagjinohet se zonat energjetike vazhdojnë përmes tij. Në drejtues, në zonat energjetike të larta ka vende të lira, dhe fusha elektrike mund të lëvizë elektronet atje. Në izolatorë, zonat janë të plota, ndërsa për të arritur një zonë më të lartë, drejtueshmëria e saj bëhet më e lehtë.
Kjo e çoi atĂ« nĂ« pĂ«rfundimin se pĂ«rmbajtjet e huaja â atomet e huaja nĂ« strukturĂ«n e materialit â duhet tĂ« kontribuojnĂ« nĂ« vetitĂ« e tij polushemike. Ato mund tĂ« ofrojnĂ« elektron tĂ« tepĂ«rt, i cili lehtĂ« kalon nĂ« zonĂ«n e provodshmĂ«risĂ«, ose mungesa e electronĂ«ve - qĂ« krijon hapĂ«sira energjetike tĂ« lira ku mund tĂ« lĂ«vizin elektronĂ«t e lirĂ«. Opsioni i parĂ« mĂ« vonĂ« u quajt polushemikĂ« tĂ« tipit n (ose elektronike) â pĂ«r shkak tĂ« ngarkesĂ«s negative tĂ« tepĂ«rt, dhe tĂ« dytĂ«t â tĂ« tipit p, ose boshllĂ«k â pĂ«r shkak tĂ« ngarkesĂ«s pozitive tĂ« tepĂ«rt.
Në fund, Wilson sugjeroi se drejtimi i rrymës nga polushemikët mund të shpjegohet në terma të efektit , një kërcim të papritur të elektronëve përmes një bari elektrik të hollë në material. Teoria dukej e besueshme, megjithatë parashikonte se në drejtorin, rryma duhet të rrjedhë nga oksidi në bakër, ndërsa në realitet ishte e kundërta.
KĂ«shtu, megjithĂ« tĂ« gjitha pĂ«rparimet e Wilsonit, polushemikĂ«t mbetĂ«n tĂ« vĂ«shtirĂ« pĂ«r t'u shpjeguar. Siç u bĂ« gradualisht e qartĂ«, ndryshimet mikroskopike nĂ« strukturĂ«n kristalore dhe koncentrimin e pĂ«rmbajtjeve tĂ« huaja ndikonin nĂ« mĂ«nyrĂ« disproporcionale nĂ« sjelljen e tyre elektrike makroskopike. Pa marrĂ« parasysh mungesĂ«n e kuptimit â pasi askush nuk mundi ta shpjegonte vĂ«zhgimin eksperimentale tĂ« bĂ«rĂ« nga Brown 60 vjet mĂ« parĂ« â Brattain dhe Becker zhvilluan njĂ« proces tĂ« efektshĂ«m prodhimi tĂ« drejtuesve tĂ« oksidit tĂ« bakrit pĂ«r punĂ«dhĂ«nĂ«sin e tyre. Sistemi Bell filloi shpejt tĂ« zĂ«vendĂ«sonte drejtorĂ«t e lampave elektronike nĂ« tĂ« gjithĂ« sistemin me njĂ« pajisje tĂ« re, tĂ« cilĂ«n inxhinierĂ«t e tyre e quajtĂ«n , pasi qĂ« rezistenca e tij ndryshonte nĂ« varĂ«si tĂ« drejtimit.
Medalja e Artë
Mervin Kelly, fizik dhe ish-drejtor i departamentit të lampave elektronike të Laboratoreve Bell, ishte shumë i interesuar për këtë arritje. Gjatë disa dekadave, lampat elektronike i kishin shërbyer Bell-it një shërbim të çmuar dhe mund të kryenin funksione që ishin jashtë reach-it të brezit të mëparshëm të komponimeve mekanike dhe elektromekanike. Por ato ngroheshin shumë, shpesh duke u mbinxehur, konsumonin shumë energji dhe ishin të vështira për t'u mirëmbajtur. Kelly kishte për qëllim të rindërtonte sistemin e Bell-it nga e para bazuar në komponentë elektronike të ngurtë më të besueshëm dhe më të qëndrueshëm, si varistori, i cili nuk kishte nevojë për asnjë enë hermetike të mbushur me gaz apo bosh, as të nxehta filamente. Në vitin 1936, ai u bë kryetar i departamentit të kërkimeve të Laboratoreve Bell dhe filloi të drejtonte organizatën në një rrugë të re.
Pas marrjes së një drejtuesi të ngurtë, hapi i ardhshëm i dukshëm ishte krijimi i një amplifikatori të ngurtë. Natyrisht, si amplifikatori me lampë, një pajisje e tillë mund të operonte gjithashtu si një ndërrues digjital. Kjo e interesonte veçanërisht kompaninë Bell, pasi në ndërruesit telefonikë ende punonin një numër i madh ndërruesish elektromechanical. Kompania kërkonte një zëvendësim më të besueshëm, kompakt, efikas në energji dhe të ftohtë për lampën elektronike në sistemet telefonike, receptorët e radios, radarët dhe pajisje të tjera analoge, ku ato ishin përdorur për të amplifikuar sinjalet e dobëta në një nivel të arritshëm për veshin e njeriut.
Në vitin 1936, Laboratorët Bell përfundimisht anuluan ndalesën për rekrutimin e stafit, të vendosur gjatë . Kelly menjëherë filloi të rekrutojë ekspertë në mekanikën kuantike për t'i ndihmuar të lançonin programin e tij të kërkimeve mbi pajisjet e ngurtë, ndër të cilat ishte edhe , një tjetër i lindur në Bregun Perëndimor, nga Palo Alto (Kaliforni). Tema e disertacionit të tij të sapoformuar në MIT ishte për të mirat e nevojave të Kellyt: "Zone elektronike në klorid sodiumi".
Brattain dhe Becker vazhduan kërkimet e tyre mbi drejtpërdrejtësin me oksid bakri, duke synuar të merrnin një amplifikator më të avancuar. Mënyra më e dukshme për ta ndërtuar këtë ishte të ndjekin analogjinë me lampën elektronike. Ashtu si Lee de Forest mori amplifikatorin me lampë dhe midis katodës dhe anodës, ashtu edhe Brattain me Becker paraqitën se si mund të fusnin një rrjet në vendin ku preken bakri dhe oksidi i bakrit, ku supozohej se ndodhte drejtpërdrejtësia. Megjithatë, për shkak të trashësisë së vogël të shtresës, ata e konsideruan të pamundur këtë dhe nuk patën sukses.
NdĂ«rkohĂ«, zhvillime tĂ« tjera treguan se LaboratorĂ«t Bell nuk ishin e vetmja kompani qĂ« po merreshin me elektronikĂ«n me gjysmĂ«pĂ«rçues. NĂ« 1938, Rudolf Hilsh dhe Robert Paul publikuan rezultatet e eksperimenteve, tĂ« kryera nĂ« Universitetin e Göttingen, mbi njĂ« amplifikator gjysmĂ«pĂ«rçues nĂ« punĂ«, i krijuar pĂ«rmes implementimit tĂ« njĂ« rrjeti nĂ« kristalin e bromidit tĂ« kaliumit. Ky pajisje laboratori nuk kishte vlerĂ« praktike â kryesisht sepse punonte nĂ« njĂ« frekuencĂ« jo mĂ« shumĂ« se 1 Hz. MegjithatĂ«, kjo arritje nuk mund tĂ« mos gĂ«zonte tĂ« gjithĂ« ata tĂ« interesuar pĂ«r elektronikĂ«n me gjysmĂ«pĂ«rçues. NĂ« tĂ« njĂ«jtin vit, Kelly e caktoi Shockley nĂ« njĂ« grup tĂ« ri tĂ« pavarur pĂ«r kĂ«rkimin e pajisjeve gjysmĂ«pĂ«rçuese dhe i dha atij dhe kolegĂ«ve tĂ« tij â Foster Nix dhe Dean Woolridge â njĂ« kartĂ« blanko pĂ«r tĂ« shqyrtuar mundĂ«sitĂ« e tyre.
Të paktën, edhe dy shpikës arritën të krijonin amplifikatorë gjysmëpërçues para Luftës së Dytë Botërore. Në vitin 1922, fizikani dhe shpikësi rus publikoi rezultatet e eksperimentimeve të suksesshme me gjysmëpërçuesit zinkit, por punimet e tij mbetën të pazbuluara nga komuniteti perëndimor; në vitin 1926, shpikësi amerikan Julius Lilienfeld aplikoi për patentë për një amplifikator gjysmëpërçues, por nuk ka asnjë provë të funksionimit të shpikjes së tij.
Rreth një iluminim të parë të rëndësishëm, Shockley u ndodh gjatë leximit të një veprimi të fizikanit britanik Neville Mott "Teoria e diodave kristalore" nga viti 1938, ku përfundimisht u shpjegua parimi i funksionimit të diodës Grondal mbi oksidin e bakrit. Mott përdori matematikën e mekanikës kuantike për të përshkruar formimin e fushës elektrike në kufirin midis metalit të ng conductor dhe oksidit polus, dhe sesi elektronet "shkaktojnë" këtë pengesë elektrike, në vend që të tunelohen, siç kishte propozuar Wilson. Përcjellja e elektricitetit është më e lehtë nga metali në polus se sa anasjelltas, pasi metali ka shumë më tepër elektrone të lira.
Kjo e çoi Shockley në një ide të ngjashme me atë që ishin shqyrtuar dhe refuzuar nga Brattain dhe Becker shumë vite më parë - të prodhohej një amplifikator me shumicë, duke futur një rrjetë të oksidit të bakrit në hapësirën midis bakrit dhe oksidit të bakrit. Ai shpresonte se aktuali që kalonte nëpër rrjetë do të rritte pengesën që kufizonte rrymën nga bakri në oksid, duke krijuar një version të kthyer, të intensifikuar të sinjalit në rrjetë. Përpjekja e tij e parë e egër dështoi plotësisht, kështu që ai iu drejtua një njeriu me aftësi më të rafinuara laboratorike dhe i njohur mirë me diodet - Walter Brattain. Dhe, megjithëse nuk kishte dyshime për rezultatin, Brattain ra dakord të kënaqte kuriozitetin e Shockley dhe krijoi një version më të ndërlikuar të amplifikatorit "rrjetë". Ai gjithashtu dështoi të funksiononte.
Më pas, lufta ndërhyri, duke e lënë programin e ri kërkues të Kelly në kaos. Kelly u caktua si kreu i grupit të punës për radarët në Laboratorët Bell, i mbështetur nga qendra kryesore e kërkimit për radarë të SHBA-së në MIT. Brattain punoi për pak kohë me të, pastaj kaloi në kërkime për zbulimin magnetik të nëndetëseve për llogari të marinës ushtarake. Wooldridge punonte në sistemet e kontrollit të zjarrit, Nix - në difuzionin e gazrave për projektin Manhattan, dhe Shockley kaloi në hulumtime operative, fillimisht duke u angazhuar në luftimin e nëndetëseve në Atlantik, e pastaj me bombat strategjike në Oqeanin e Paqësor.
Megjithatë, edhe pse ndodhi kjo ndërhyrje, lufta nuk e ndali zhvillimin e elektronikës me gjendje të ngurtë. Përkundrazi, ajo organizoi një rritje masive të burimeve në këtë fushë dhe çoi në përqendrim të hulumtimeve në dy materiale: germaniumin dhe silikonin.
ĂfarĂ« tĂ« lexoni tjetĂ«r
Ernest Bruan dhe Stuart MacDonald, Revolucioni në Miniaturë (1978)
Friedrich Kurylo dhe Charles Susskind, Ferdinand Braun (1981)
G. L. Pearson dhe W. H. Brattain, âHistoria e KĂ«rkimeve mbi GeprajtĂ«sit,â Proceedings of the IRE (Dhjetor 1955).
Michael Riordan dhe Lillian Hoddeson, Zjarri i Kristalit (1997)
Burimi: habr.com
