సిరీస్‌లోని ఇతర కథనాలు:
- రిలే చరిత్ర
- ఎలక్ట్రానిక్ కంప్యూటర్ల చరిత్ర
- ట్రాన్సిస్టర్ చరిత్ర
- ఇంటర్నెట్ చరిత్ర
యుద్ధం యొక్క క్రూసిబుల్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క ఆగమనానికి వేదికగా నిలిచింది. 1939 నుండి 1945 వరకు, సెమీకండక్టర్ల రంగంలో సాంకేతిక పరిజ్ఞానం అపారంగా విస్తరించింది. మరియు దీనికి ఒక సాధారణ కారణం ఉంది: రాడార్. యుద్ధానికి సంబంధించిన అత్యంత ముఖ్యమైన సాంకేతికత, వీటిలో ఉదాహరణలు: వైమానిక దాడులను గుర్తించడం, జలాంతర్గాములను శోధించడం, రాత్రిపూట వైమానిక దాడులను లక్ష్యాలకు నిర్దేశించడం, వాయు రక్షణ వ్యవస్థలు మరియు నౌకాదళ తుపాకులను లక్ష్యంగా చేసుకోవడం. ఇంజనీర్లు చిన్న రాడార్‌లను ఫిరంగి షెల్‌లుగా ఎలా షూ హార్న్ చేయాలో కూడా నేర్చుకున్నారు, తద్వారా అవి లక్ష్యానికి సమీపంలో ఎగురుతున్నప్పుడు అవి పేలిపోతాయి - . అయితే, ఈ శక్తివంతమైన కొత్త సైనిక సాంకేతికత యొక్క మూలం మరింత శాంతియుతమైన రంగంలో ఉంది: శాస్త్రీయ ప్రయోజనాల కోసం ఎగువ వాతావరణాన్ని అధ్యయనం చేయడం.
రాడార్
1901లో, మార్కోని వైర్‌లెస్ టెలిగ్రాఫ్ కంపెనీ అట్లాంటిక్ మీదుగా కార్న్‌వాల్ నుండి న్యూఫౌండ్‌లాండ్ వరకు వైర్‌లెస్ సందేశాన్ని విజయవంతంగా ప్రసారం చేసింది. ఈ వాస్తవం ఆధునిక శాస్త్రాన్ని గందరగోళంలోకి నెట్టింది. రేడియో ప్రసారాలు సరళ రేఖలో ప్రయాణిస్తే (అవి చేయాలి), అటువంటి ప్రసారం అసాధ్యం. ఇంగ్లాండ్ మరియు కెనడా మధ్య భూమిని దాటని ప్రత్యక్ష రేఖ లేదు, కాబట్టి మార్కోని సందేశం అంతరిక్షంలోకి వెళ్లవలసి వచ్చింది. అమెరికన్ ఇంజనీర్ ఆర్థర్ కెన్నెలీ మరియు బ్రిటీష్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఆలివర్ హెవిసైడ్ ఏకకాలంలో మరియు స్వతంత్రంగా ఈ దృగ్విషయానికి వివరణ ఎగువ వాతావరణంలో ఉన్న అయనీకరణ వాయువు పొరతో అనుబంధించబడాలని ప్రతిపాదించారు, ఇది రేడియో తరంగాలను భూమికి తిరిగి ప్రతిబింబించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది (మార్కోనీ స్వయంగా రేడియో తరంగాలను విశ్వసించారు. భూమి యొక్క ఉపరితలం యొక్క వక్రతను అనుసరించండి, అయినప్పటికీ, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు దీనికి మద్దతు ఇవ్వలేదు).
1920ల నాటికి, శాస్త్రవేత్తలు కొత్త పరికరాలను అభివృద్ధి చేశారు, ఇది మొదట అయానోస్పియర్ ఉనికిని నిరూపించడానికి మరియు దాని నిర్మాణాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి వీలు కల్పించింది. వారు షార్ట్-వేవ్ రేడియో పల్స్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి వాక్యూమ్ ట్యూబ్‌లను ఉపయోగించారు, వాటిని వాతావరణంలోకి పంపడానికి మరియు ప్రతిధ్వనులను రికార్డ్ చేయడానికి డైరెక్షనల్ యాంటెన్నాలు మరియు ఫలితాలను ప్రదర్శించడానికి. ఎకో రిటర్న్ ఆలస్యం ఎంత ఎక్కువ ఉంటే, అయానోస్పియర్ అంత దూరంగా ఉండాలి. ఈ సాంకేతికతను అట్మాస్ఫియరిక్ సౌండింగ్ అని పిలుస్తారు మరియు ఇది రాడార్ అభివృద్ధికి ప్రాథమిక సాంకేతిక అవస్థాపనను అందించింది (RAdio డిటెక్షన్ అండ్ రేంజింగ్ నుండి "రాడార్" అనే పదం US నావికాదళంలో 1940ల వరకు కనిపించలేదు).
సరైన జ్ఞానం, వనరులు మరియు ప్రేరణ ఉన్న వ్యక్తులు అటువంటి పరికరాల యొక్క భూసంబంధమైన అనువర్తనాలకు సంభావ్యతను గ్రహించడానికి ముందు ఇది చాలా సమయం మాత్రమే (అందువల్ల రాడార్ చరిత్ర టెలిస్కోప్ చరిత్రకు వ్యతిరేకం, ఇది భూగోళ వినియోగం కోసం మొదట ఉద్దేశించబడింది) . గ్రహం అంతటా రేడియో మరింత ఎక్కువగా వ్యాపించడంతో అటువంటి అంతర్దృష్టి యొక్క సంభావ్యత పెరిగింది మరియు సమీపంలోని ఓడలు, విమానాలు మరియు ఇతర పెద్ద వస్తువుల నుండి వచ్చే జోక్యాన్ని ఎక్కువ మంది వ్యక్తులు గమనించారు. ఎగువ వాతావరణ సౌండింగ్ టెక్నాలజీల జ్ఞానం రెండవ సమయంలో వ్యాపించింది (1932-1933), శాస్త్రవేత్తలు వివిధ ఆర్కిటిక్ స్టేషన్ల నుండి అయానోస్పియర్ యొక్క మ్యాప్‌ను సంకలనం చేసినప్పుడు. వెంటనే, బ్రిటన్, USA, జర్మనీ, ఇటలీ, USSR మరియు ఇతర దేశాలలోని బృందాలు తమ సరళమైన రాడార్ వ్యవస్థలను అభివృద్ధి చేశాయి.
అతని 1935 రాడార్‌తో
అప్పుడు యుద్ధం జరిగింది, మరియు దేశాలకు రాడార్‌ల ప్రాముఖ్యత-మరియు వాటిని అభివృద్ధి చేయడానికి వనరులు- నాటకీయంగా పెరిగాయి. యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో, ఈ వనరులు 1940లో MITలో స్థాపించబడిన ఒక కొత్త సంస్థ చుట్టూ సేకరించబడ్డాయి. (విదేశీ గూఢచారులను తప్పుదారి పట్టించడానికి మరియు ప్రయోగశాలలో రేడియోధార్మికత అధ్యయనం చేయబడుతుందనే అభిప్రాయాన్ని సృష్టించడానికి దీనికి ప్రత్యేకంగా పేరు పెట్టారు - ఆ సమయంలో కొంతమంది అణు బాంబులను విశ్వసించారు). రాడ్ ల్యాబ్ ప్రాజెక్ట్, మాన్‌హట్టన్ ప్రాజెక్ట్ వలె ప్రసిద్ధి చెందలేదు, అయినప్పటికీ యునైటెడ్ స్టేట్స్ నలుమూలల నుండి సమానంగా అత్యుత్తమ మరియు ప్రతిభావంతులైన భౌతిక శాస్త్రవేత్తలను దాని ర్యాంకుల్లోకి చేర్చుకుంది. ప్రయోగశాల మొదటి ఉద్యోగులలో ఐదుగురు (సహా и ) తదనంతరం నోబెల్ బహుమతులు అందుకున్నారు. యుద్ధం ముగిసే సమయానికి, దాదాపు 500 మంది సైన్స్ వైద్యులు, శాస్త్రవేత్తలు మరియు ఇంజనీర్లు ప్రయోగశాలలో పనిచేశారు మరియు మొత్తం 4000 మంది పనిచేశారు. మొత్తం ENIAC బడ్జెట్‌తో పోల్చదగిన హాఫ్ మిలియన్ డాలర్లు కేవలం రేడియేషన్ లాబొరేటరీ సిరీస్‌కే ఖర్చు చేయబడ్డాయి, యుద్ధ సమయంలో ప్రయోగశాల నుండి పొందిన మొత్తం జ్ఞానం యొక్క ఇరవై-ఏడు-వాల్యూమ్ రికార్డు (రాడార్ సాంకేతికతపై US ప్రభుత్వ వ్యయం పరిమితం కానప్పటికీ. రాడ్ ల్యాబ్ బడ్జెట్‌కు; యుద్ధ సమయంలో ప్రభుత్వం మూడు బిలియన్ డాలర్ల విలువైన రాడార్‌లను కొనుగోలు చేసింది).
MIT బిల్డింగ్ 20, ఇక్కడ రాడ్ ల్యాబ్ ఉంది
రాడ్ ల్యాబ్ యొక్క ప్రధాన పరిశోధనా రంగాలలో ఒకటి హై-ఫ్రీక్వెన్సీ రాడార్. ప్రారంభ రాడార్లు మీటర్లలో కొలిచే తరంగదైర్ఘ్యాలను ఉపయోగించాయి. కానీ సెంటీమీటర్లలో కొలవబడిన తరంగదైర్ఘ్యాలతో కూడిన అధిక-పౌనఃపున్య కిరణాలు-మైక్రోవేవ్‌లు-ఎక్కువ కాంపాక్ట్ యాంటెన్నాలను అనుమతించాయి మరియు ఎక్కువ దూరాలకు తక్కువగా చెల్లాచెదురుగా ఉంటాయి, పరిధి మరియు ఖచ్చితత్వంలో ఎక్కువ ప్రయోజనాలను వాగ్దానం చేస్తాయి. మైక్రోవేవ్ రాడార్లు విమానం యొక్క ముక్కులో సరిపోతాయి మరియు జలాంతర్గామి యొక్క పెరిస్కోప్ పరిమాణంలో వస్తువులను గుర్తించగలవు.
బర్మింగ్‌హామ్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన బ్రిటిష్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తల బృందం ఈ సమస్యను మొదట పరిష్కరించింది. 1940 లో వారు అభివృద్ధి చేశారు "“, ఇది విద్యుదయస్కాంత “విజిల్” లాగా పనిచేసింది, విద్యుత్ యొక్క యాదృచ్ఛిక పల్స్‌ను మైక్రోవేవ్‌ల యొక్క శక్తివంతమైన మరియు ఖచ్చితంగా ట్యూన్ చేయబడిన పుంజంగా మారుస్తుంది. ఈ మైక్రోవేవ్ ట్రాన్స్‌మిటర్ దాని సమీప పోటీదారు కంటే వెయ్యి రెట్లు ఎక్కువ శక్తివంతమైనది; ఇది ఆచరణాత్మక హై-ఫ్రీక్వెన్సీ రాడార్ ట్రాన్స్‌మిటర్‌లకు మార్గం సుగమం చేసింది. అయినప్పటికీ, అతనికి ఒక సహచరుడు, అధిక పౌనఃపున్యాలను గుర్తించగల రిసీవర్ అవసరం. మరియు ఈ సమయంలో మేము సెమీకండక్టర్ల చరిత్రకు తిరిగి వస్తాము.
మాగ్నెట్రాన్ క్రాస్-సెక్షన్
పిల్లి మీసాల రెండవ రాకడ
మైక్రోవేవ్ రాడార్ సిగ్నల్‌లను స్వీకరించడానికి వాక్యూమ్ ట్యూబ్‌లు అస్సలు సరిపోవని తేలింది. వేడి కాథోడ్ మరియు కోల్డ్ యానోడ్ మధ్య అంతరం ఒక కెపాసిటెన్స్‌ను సృష్టిస్తుంది, దీని వలన సర్క్యూట్ అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద పనిచేయడానికి నిరాకరిస్తుంది. హై-ఫ్రీక్వెన్సీ రాడార్‌కు అందుబాటులో ఉన్న అత్యుత్తమ సాంకేతికత పాతకాలం ""- సెమీకండక్టర్ క్రిస్టల్‌కు వ్యతిరేకంగా నొక్కిన చిన్న వైర్ ముక్క. చాలా మంది వ్యక్తులు దీనిని స్వతంత్రంగా కనుగొన్నారు, కానీ న్యూజెర్సీలో ఏమి జరిగిందనేది మా కథకు దగ్గరగా ఉంటుంది.
1938లో, బెల్ ల్యాబ్స్ 40 సెం.మీ పరిధిలో ఫైర్-కంట్రోల్ రాడార్‌ను అభివృద్ధి చేయడానికి నావికాదళంతో ఒప్పందం కుదుర్చుకుంది-ప్రతిధ్వనికి ముందు ఉన్న మాగ్నెట్రాన్ యుగంలో ఉన్న రాడార్‌ల కంటే చాలా తక్కువ, అందువల్ల ఫ్రీక్వెన్సీలో ఎక్కువ. ప్రధాన పరిశోధన పని స్టేటెన్ ద్వీపానికి దక్షిణంగా ఉన్న హోల్మ్‌డెల్‌లోని ప్రయోగశాలల విభాగానికి వెళ్లింది. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ రిసీవర్ కోసం తమకు ఏమి అవసరమో పరిశోధకులు గుర్తించడానికి ఎక్కువ సమయం పట్టలేదు మరియు త్వరలో ఇంజనీర్ జార్జ్ సౌత్‌వర్త్ పాత క్యాట్-విస్కర్ డిటెక్టర్ల కోసం మాన్‌హట్టన్‌లోని రేడియో దుకాణాలను వెతుకుతున్నాడు. ఊహించిన విధంగా, ఇది దీపం డిటెక్టర్ కంటే మెరుగ్గా పనిచేసింది, కానీ అది అస్థిరంగా ఉంది. కాబట్టి సౌత్‌వర్త్ రస్సెల్ ఓహ్ల్ అనే ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్‌ని వెతికి, సింగిల్ పాయింట్ క్రిస్టల్ డిటెక్టర్ యొక్క ప్రతిస్పందన యొక్క ఏకరూపతను మెరుగుపరచడానికి ప్రయత్నించమని కోరాడు.
ఓల్ చాలా విచిత్రమైన వ్యక్తి, అతను సాంకేతికత అభివృద్ధిని తన విధిగా భావించాడు మరియు భవిష్యత్తు యొక్క దర్శనాలతో కాలానుగుణ అంతర్దృష్టుల గురించి మాట్లాడాడు. ఉదాహరణకు, సిలికాన్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క భవిష్యత్తు ఆవిష్కరణ గురించి 1939లో తనకు తెలుసునని, అయితే దానిని మరొక వ్యక్తి కనిపెట్టడానికి విధి నిర్ణయించబడిందని అతను చెప్పాడు. డజన్ల కొద్దీ ఎంపికలను అధ్యయనం చేసిన తర్వాత, అతను సౌత్‌వర్త్ రిసీవర్‌లకు ఉత్తమమైన పదార్ధంగా సిలికాన్‌పై స్థిరపడ్డాడు. సమస్య దాని విద్యుత్ లక్షణాలను నియంత్రించడానికి పదార్థం యొక్క కంటెంట్లను నియంత్రించే సామర్ధ్యం. ఆ సమయంలో, పారిశ్రామిక సిలికాన్ కడ్డీలు విస్తృతంగా వ్యాపించాయి; అవి ఉక్కు కర్మాగారాలలో ఉపయోగించబడ్డాయి, కానీ అలాంటి ఉత్పత్తిలో సిలికాన్‌లో 1% భాస్వరం ఉన్నందున ఎవరూ బాధపడలేదు. ఒక జంట మెటలర్జిస్ట్‌ల సహాయాన్ని పొంది, ఓల్ మునుపు సాధ్యమైన దానికంటే చాలా క్లీనర్ ఖాళీలను పొందేందుకు బయలుదేరాడు.
వారు పని చేస్తున్నప్పుడు, వారి స్ఫటికాలలో కొన్ని కరెంట్‌ను ఒక దిశలో సరిచేశాయని, మరికొన్ని కరెంట్‌ను మరొక దిశలో సరిచేస్తాయని వారు కనుగొన్నారు. వారు వాటిని "n-type" మరియు "p-type" అని పిలిచారు. తదుపరి విశ్లేషణ ఈ రకాలకు వివిధ రకాల మలినాలను కారణమని చూపించింది. సిలికాన్ ఆవర్తన పట్టిక యొక్క నాల్గవ నిలువు వరుసలో ఉంది, అంటే దాని బయటి షెల్‌లో నాలుగు ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి. స్వచ్ఛమైన సిలికాన్ యొక్క ఖాళీలో, ఈ ఎలక్ట్రాన్లు ప్రతి ఒక్కటి పొరుగువారితో కలిసిపోతాయి. మూడవ కాలమ్ నుండి మలినాలను, ఒక తక్కువ ఎలక్ట్రాన్ కలిగి ఉన్న బోరాన్, క్రిస్టల్‌లో ప్రస్తుత కదలిక కోసం అదనపు స్థలాన్ని "రంధ్రం" సృష్టించింది. ఫలితంగా p-రకం సెమీకండక్టర్ (అదనపు ధనాత్మక చార్జీలతో). భాస్వరం వంటి ఐదవ కాలమ్ నుండి మూలకాలు, కరెంట్‌ను తీసుకువెళ్లడానికి అదనపు ఉచిత ఎలక్ట్రాన్‌లను అందించాయి మరియు n-రకం సెమీకండక్టర్ పొందబడింది.
సిలికాన్ యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణం
ఈ పరిశోధన అంతా చాలా ఆసక్తికరంగా ఉంది, కానీ 1940 నాటికి సౌత్‌వర్త్ మరియు ఓహ్ల్ హై-ఫ్రీక్వెన్సీ రాడార్ యొక్క వర్కింగ్ ప్రోటోటైప్‌ను రూపొందించడానికి దగ్గరగా లేరు. అదే సమయంలో, మాగ్నెట్రాన్ ట్రాన్స్‌మిటర్‌లతో కలిసి పని చేస్తున్న ఉత్పత్తికి సిద్ధంగా ఉన్న మైక్రోవేవ్ డిటెక్టర్‌లను ఇప్పటికే సృష్టించిన లుఫ్ట్‌వాఫే నుండి ముప్పు పొంచి ఉన్నందున బ్రిటిష్ ప్రభుత్వం తక్షణ ఆచరణాత్మక ఫలితాలను కోరింది.
ఏదేమైనా, సాంకేతిక పురోగతి యొక్క సమతుల్యత త్వరలో అట్లాంటిక్ యొక్క పశ్చిమ వైపున ఉంటుంది. చర్చిల్ వాస్తవానికి యుద్ధంలో ప్రవేశించే ముందు బ్రిటన్ యొక్క అన్ని సాంకేతిక రహస్యాలను అమెరికన్లకు వెల్లడించాలని నిర్ణయించుకున్నాడు (ఇది ఎలాగైనా జరుగుతుందని అతను భావించాడు కాబట్టి). సమాచార లీకేజీ ప్రమాదం విలువైనదని అతను నమ్మాడు, అప్పటి నుండి యునైటెడ్ స్టేట్స్ యొక్క అన్ని పారిశ్రామిక సామర్థ్యాలు అణు ఆయుధాలు మరియు రాడార్‌ల వంటి సమస్యలను పరిష్కరించడంలో విసిరివేయబడతాయి. బ్రిటిష్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ మిషన్ (దీనిని బాగా పిలుస్తారు ) సెప్టెంబరు 1940లో వాషింగ్టన్ చేరుకుంది మరియు ఆమె సామానులో సాంకేతిక అద్భుతాల రూపంలో బహుమతిని తీసుకువచ్చింది.
ప్రతిధ్వని మాగ్నెట్రాన్ యొక్క అద్భుతమైన శక్తి యొక్క ఆవిష్కరణ మరియు దాని సిగ్నల్‌ను స్వీకరించడంలో బ్రిటిష్ క్రిస్టల్ డిటెక్టర్ల ప్రభావం అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ రాడార్ ఆధారంగా సెమీకండక్టర్‌లపై అమెరికన్ పరిశోధనను పునరుద్ధరించింది. ముఖ్యంగా మెటీరియల్ సైన్స్‌లో చాలా పని చేయాల్సి ఉంది. డిమాండ్‌ను తీర్చడానికి, సెమీకండక్టర్ స్ఫటికాలు “మిలియన్‌లలో ఉత్పత్తి చేయబడాలి, ఇది గతంలో సాధ్యమైన దానికంటే చాలా ఎక్కువ. సరిదిద్దడాన్ని మెరుగుపరచడం, షాక్ సెన్సిటివిటీని తగ్గించడం మరియు బర్న్-ఇన్ చేయడం మరియు వివిధ బ్యాచ్‌ల స్ఫటికాల మధ్య వ్యత్యాసాన్ని తగ్గించడం అవసరం.
సిలికాన్ పాయింట్ కాంటాక్ట్ రెక్టిఫైయర్
సెమీకండక్టర్ స్ఫటికాల లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడానికి మరియు విలువైన రిసీవర్ లక్షణాలను పెంచడానికి వాటిని ఎలా సవరించవచ్చో అధ్యయనం చేయడానికి రాడ్ ల్యాబ్ కొత్త పరిశోధన విభాగాలను ప్రారంభించింది. అత్యంత ఆశాజనకమైన పదార్థాలు సిలికాన్ మరియు జెర్మేనియం, కాబట్టి రాడ్ ల్యాబ్ దీన్ని సురక్షితంగా ప్లే చేయాలని నిర్ణయించుకుంది మరియు రెండింటినీ అధ్యయనం చేయడానికి సమాంతర ప్రోగ్రామ్‌లను ప్రారంభించింది: పెన్సిల్వేనియా విశ్వవిద్యాలయంలో సిలికాన్ మరియు పర్డ్యూలోని జెర్మేనియం. బెల్, వెస్టింగ్‌హౌస్, డు పాంట్ మరియు సిల్వేనియా వంటి పరిశ్రమ దిగ్గజాలు తమ సొంత సెమీకండక్టర్ పరిశోధన కార్యక్రమాలను ప్రారంభించాయి మరియు క్రిస్టల్ డిటెక్టర్ల కోసం కొత్త తయారీ సౌకర్యాలను అభివృద్ధి చేయడం ప్రారంభించాయి.
ఉమ్మడి ప్రయత్నాల ద్వారా, సిలికాన్ మరియు జెర్మేనియం స్ఫటికాల స్వచ్ఛత ప్రారంభంలో 99% నుండి 99,999%కి పెరిగింది - అంటే 100 అణువులకు ఒక అశుద్ధ కణానికి. ఈ ప్రక్రియలో, శాస్త్రవేత్తలు మరియు ఇంజనీర్ల కేడర్ జెర్మేనియం మరియు సిలికాన్ యొక్క నైరూప్య లక్షణాలతో సన్నిహితంగా పరిచయం అయ్యింది మరియు వాటిని నియంత్రించడానికి సాంకేతికతలను అన్వయించింది: కరగడం, స్ఫటికాలు పెరగడం, అవసరమైన మలినాలను జోడించడం (బోరాన్ వంటివి, ఇది వాహకతను పెంచడం).
ఆపై యుద్ధం ముగిసింది. రాడార్ కోసం డిమాండ్ కనుమరుగైంది, కానీ యుద్ధం సమయంలో పొందిన జ్ఞానం మరియు నైపుణ్యాలు మిగిలి ఉన్నాయి మరియు ఘన-స్థితి యాంప్లిఫైయర్ కల మరచిపోలేదు. ఇప్పుడు రేసు అటువంటి యాంప్లిఫైయర్‌ను సృష్టించడం. మరియు ఈ బహుమతిని గెలుచుకోవడానికి కనీసం మూడు జట్లు మంచి స్థితిలో ఉన్నాయి.
వెస్ట్ లఫాయెట్
మొదటిది కార్ల్ లార్క్-హోరోవిట్జ్ అనే ఆస్ట్రియన్-జన్మించిన భౌతిక శాస్త్రవేత్త నేతృత్వంలోని పర్డ్యూ విశ్వవిద్యాలయం నుండి వచ్చిన బృందం. అతను ఒంటరిగా తన ప్రతిభ మరియు ప్రభావం ద్వారా విశ్వవిద్యాలయం యొక్క భౌతిక శాస్త్ర విభాగాన్ని అస్పష్టత నుండి బయటకు తీసుకువచ్చాడు మరియు జెర్మేనియం పరిశోధనతో తన ప్రయోగశాలను అప్పగించాలనే రాడ్ ల్యాబ్ నిర్ణయాన్ని ప్రభావితం చేశాడు.
కార్ల్ లార్క్-హోరోవిట్జ్ 1947లో, మధ్యలో, పైపును పట్టుకున్నాడు
1940ల ప్రారంభంలో, రాడార్ రెక్టిఫైయర్‌లకు సిలికాన్ ఉత్తమమైన పదార్థంగా పరిగణించబడింది, అయితే ఆవర్తన పట్టికలో దాని క్రింద ఉన్న పదార్థం తదుపరి అధ్యయనానికి అర్హమైనది. జెర్మేనియం దాని తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం కారణంగా ఆచరణాత్మక ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది, దానితో పని చేయడం సులభతరం చేసింది: దాదాపు 940 డిగ్రీలు, సిలికాన్ కోసం 1400 డిగ్రీలతో పోలిస్తే (దాదాపు ఉక్కు వలె ఉంటుంది). అధిక ద్రవీభవన స్థానం కారణంగా, కరిగిన సిలికాన్‌లోకి లీక్ కాకుండా, దానిని కలుషితం చేసే ఖాళీని తయారు చేయడం చాలా కష్టం.
అందువల్ల, లార్క్-హోరోవిట్జ్ మరియు అతని సహచరులు జెర్మేనియం యొక్క రసాయన, విద్యుత్ మరియు భౌతిక లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడానికి మొత్తం యుద్ధాన్ని గడిపారు. అతి ముఖ్యమైన అడ్డంకి "రివర్స్ వోల్టేజ్": జెర్మేనియం రెక్టిఫైయర్లు, చాలా తక్కువ వోల్టేజ్ వద్ద, కరెంట్‌ను సరిదిద్దడాన్ని ఆపివేసి, వ్యతిరేక దిశలో ప్రవహించేలా అనుమతించాయి. రివర్స్ కరెంట్ పల్స్ రాడార్ యొక్క మిగిలిన భాగాలను కాల్చివేసింది. లార్క్-హోరోవిట్జ్ యొక్క గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థులలో ఒకరైన సేమౌర్ బెంజర్, ఒక సంవత్సరం కంటే ఎక్కువ కాలం పాటు ఈ సమస్యను అధ్యయనం చేసి, చివరకు వందల వోల్ట్ల వరకు వోల్టేజీల వద్ద రివర్స్ పల్స్‌లను నిలిపివేసిన టిన్-ఆధారిత సంకలితాన్ని అభివృద్ధి చేశారు. కొంతకాలం తర్వాత, వెస్ట్రన్ ఎలక్ట్రిక్, బెల్ ల్యాబ్స్ యొక్క తయారీ విభాగం, సైనిక ఉపయోగం కోసం బెంజర్ రెక్టిఫైయర్‌లను జారీ చేయడం ప్రారంభించింది.
పర్డ్యూలో జెర్మేనియం అధ్యయనం యుద్ధం తర్వాత కొనసాగింది. జూన్ 1947లో, బెంజర్, అప్పటికే ఒక ప్రొఫెసర్, అసాధారణమైన క్రమరాహిత్యాన్ని నివేదించారు: కొన్ని ప్రయోగాలలో, జెర్మేనియం స్ఫటికాలలో అధిక-పౌనఃపున్య డోలనాలు కనిపించాయి. మరియు అతని సహోద్యోగి రాల్ఫ్ బ్రే యుద్ధ సమయంలో ప్రారంభించిన ప్రాజెక్ట్‌పై "వాల్యూమెట్రిక్ రెసిస్టెన్స్" అధ్యయనం కొనసాగించాడు. రెక్టిఫైయర్ యొక్క కాంటాక్ట్ పాయింట్ వద్ద జెర్మేనియం క్రిస్టల్‌లో విద్యుత్ ఎలా ప్రవహిస్తుందో వాల్యూమ్ రెసిస్టెన్స్ వివరించింది. అధిక వోల్టేజ్ పప్పులు ఈ ప్రవాహాలకు n-రకం జెర్మేనియం నిరోధకతను గణనీయంగా తగ్గించాయని బ్రే కనుగొన్నారు. తనకు తెలియకుండానే సాక్షిగా పిలవబడ్డాడు. "మైనారిటీ" ఛార్జ్ క్యారియర్లు. n-రకం సెమీకండక్టర్లలో, అదనపు నెగటివ్ ఛార్జ్ మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌గా పనిచేస్తుంది, అయితే సానుకూల "రంధ్రాలు" కూడా కరెంట్‌ను తీసుకువెళతాయి మరియు ఈ సందర్భంలో, అధిక-వోల్టేజ్ పప్పులు జెర్మేనియం నిర్మాణంలో రంధ్రాలను సృష్టించాయి, దీని వలన మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు కనిపిస్తాయి. .
బ్రే మరియు బెంజర్ తమకు తెలియకుండానే జెర్మేనియం యాంప్లిఫైయర్‌కు దగ్గరగా వచ్చారు. జనవరి 1948లో ఒక కాన్ఫరెన్స్‌లో వాల్టర్ బ్రాటెన్ అనే బెల్ ల్యాబ్స్ శాస్త్రవేత్తను బెంజర్ పట్టుకున్నాడు, అతనితో వాల్యూమెట్రిక్ డ్రాగ్ గురించి చర్చించాడు. కరెంట్‌ను ప్రవహించగల మొదటి దాని పక్కన బ్రాటెన్ మరొక పాయింట్ కాంటాక్ట్‌ను ఉంచాలని, ఆపై వారు ఉపరితలం క్రింద ఏమి జరుగుతుందో అర్థం చేసుకోవచ్చని అతను సూచించాడు. బ్రటైన్ నిశ్శబ్దంగా ఈ ప్రతిపాదనకు అంగీకరించి వెళ్లిపోయాడు. మనం చూడబోతున్నట్లుగా, అలాంటి ప్రయోగం ఏమి వెల్లడిస్తుందో అతనికి బాగా తెలుసు.
ఒనీ-సౌస్-బోయిస్
పర్డ్యూ సమూహం ట్రాన్సిస్టర్ వైపు దూసుకుపోవడానికి సాంకేతికత మరియు సైద్ధాంతిక ఆధారం రెండింటినీ కలిగి ఉంది. కానీ వారు ప్రమాదవశాత్తు మాత్రమే దానిపై పొరపాట్లు చేయగలిగారు. వారు పదార్థం యొక్క భౌతిక లక్షణాలపై ఆసక్తి కలిగి ఉన్నారు మరియు కొత్త రకం పరికరం కోసం అన్వేషణలో కాదు. ఔన్స్-సౌస్-బోయిస్ (ఫ్రాన్స్)లో చాలా భిన్నమైన పరిస్థితి నెలకొంది, ఇక్కడ జర్మనీకి చెందిన ఇద్దరు మాజీ రాడార్ పరిశోధకులు, హెన్రిచ్ వెల్కర్ మరియు హెర్బర్ట్ మాథారే, పారిశ్రామిక సెమీకండక్టర్ పరికరాలను రూపొందించడం లక్ష్యంగా ఉన్న బృందానికి నాయకత్వం వహించారు.
వెల్కర్ ప్రఖ్యాత సిద్ధాంతకర్త ఆర్నాల్డ్ సోమర్‌ఫెల్డ్ నిర్వహిస్తున్న మ్యూనిచ్ విశ్వవిద్యాలయంలో మొదట భౌతిక శాస్త్రాన్ని అభ్యసించాడు మరియు బోధించాడు. 1940 నుండి, అతను పూర్తిగా సైద్ధాంతిక మార్గాన్ని విడిచిపెట్టాడు మరియు లుఫ్ట్‌వాఫే కోసం రాడార్‌పై పని చేయడం ప్రారంభించాడు. మాథారే (బెల్జియన్ మూలానికి చెందినవాడు) ఆచెన్‌లో పెరిగాడు, అక్కడ అతను భౌతిక శాస్త్రాన్ని అభ్యసించాడు. అతను 1939లో జర్మన్ రేడియో దిగ్గజం టెలిఫంకెన్ పరిశోధన విభాగంలో చేరాడు. యుద్ధ సమయంలో, అతను మిత్రరాజ్యాల వైమానిక దాడులను నివారించడానికి బెర్లిన్ తూర్పు నుండి సిలేసియాలోని అబ్బేకి తన పనిని తరలించాడు, ఆపై ముందుకు సాగుతున్న రెడ్ ఆర్మీని నివారించడానికి పశ్చిమానికి తిరిగి వచ్చాడు, చివరికి అమెరికన్ సైన్యం చేతిలో పడింది.
యాంటీ-హిట్లర్ కూటమిలోని వారి ప్రత్యర్థుల వలె, జర్మన్లు 1940ల ప్రారంభంలో క్రిస్టల్ డిటెక్టర్లు రాడార్‌కు అనువైన రిసీవర్‌లని మరియు సిలికాన్ మరియు జెర్మేనియం వాటి సృష్టికి అత్యంత ఆశాజనకమైన పదార్థాలు అని తెలుసు. రెక్టిఫైయర్‌లలో ఈ పదార్థాలను సమర్థవంతంగా ఉపయోగించడాన్ని మెరుగుపరచడానికి మాథారే మరియు వెల్కర్ యుద్ధ సమయంలో ప్రయత్నించారు. యుద్ధం తరువాత, ఇద్దరూ వారి సైనిక పనికి సంబంధించి కాలానుగుణ విచారణకు గురయ్యారు మరియు చివరికి 1946లో పారిస్‌కు ఫ్రెంచ్ ఇంటెలిజెన్స్ అధికారి నుండి ఆహ్వానం అందింది.
Compagnie des Freins & Signaux ("కంపెనీ ఆఫ్ బ్రేకులు మరియు సిగ్నల్స్"), వెస్టింగ్‌హౌస్ యొక్క ఫ్రెంచ్ విభాగం, సాలిడ్-స్టేట్ రెక్టిఫైయర్‌లను రూపొందించడానికి ఫ్రెంచ్ టెలిఫోన్ అథారిటీ నుండి ఒప్పందాన్ని పొందింది మరియు వారికి సహాయం చేయడానికి జర్మన్ శాస్త్రవేత్తలను కోరింది. ఇటీవలి శత్రువుల అటువంటి కూటమి వింతగా అనిపించవచ్చు, కానీ ఈ ఏర్పాటు రెండు వైపులా చాలా అనుకూలంగా మారింది. 1940లో ఓడిపోయిన ఫ్రెంచ్ వారికి సెమీకండక్టర్ల రంగంలో జ్ఞానాన్ని పొందే సామర్థ్యం లేదు మరియు వారికి జర్మన్‌ల నైపుణ్యాలు ఎంతో అవసరం. జర్మన్లు ఆక్రమిత మరియు యుద్ధ-దెబ్బతిన్న దేశంలో ఏ హైటెక్ రంగాల్లోనూ అభివృద్ధి చేయలేరు, కాబట్టి వారు పనిని కొనసాగించే అవకాశాన్ని పొందారు.
వెల్కర్ మరియు మాథారేలు పారిస్ శివారులోని ఔన్స్-సౌస్-బోయిస్‌లోని రెండు అంతస్తుల ఇంట్లో ప్రధాన కార్యాలయాన్ని ఏర్పాటు చేశారు మరియు సాంకేతిక నిపుణుల బృందం సహాయంతో వారు 1947 చివరి నాటికి జెర్మేనియం రెక్టిఫైయర్‌లను విజయవంతంగా ప్రారంభించారు. తర్వాత వారు మరింత తీవ్రంగా మారారు. బహుమతులు: వెల్కర్ సూపర్ కండక్టర్ల పట్ల తన ఆసక్తిని తిరిగి పొందాడు మరియు మాథారే యాంప్లిఫైయర్‌లకు తిరిగి వచ్చాడు.
1950లో హెర్బర్ట్ మాథారే
యుద్ధ సమయంలో, సర్క్యూట్ శబ్దాన్ని తగ్గించే ప్రయత్నంలో మాథారే రెండు-పాయింట్ కాంటాక్ట్ రెక్టిఫైయర్‌లతో ప్రయోగాలు చేశాడు - "డ్యూయోడ్‌లు". అతను తన ప్రయోగాలను పునఃప్రారంభించాడు మరియు మొదటి మీటరు నుండి 1/100 మిలియన్ల వంతులో ఉన్న రెండవ పిల్లి మీసాలు కొన్నిసార్లు మొదటి మీసము ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్‌ను మాడ్యులేట్ చేయగలవని వెంటనే కనుగొన్నాడు. అతను ఒక సాలిడ్ స్టేట్ యాంప్లిఫైయర్‌ను సృష్టించాడు, అయినప్పటికీ పనికిరానిది. మరింత విశ్వసనీయమైన పనితీరును సాధించడానికి, అతను వెల్కర్ వైపు తిరిగాడు, అతను యుద్ధ సమయంలో జెర్మేనియం స్ఫటికాలతో పనిచేసిన విస్తృత అనుభవాన్ని పొందాడు. వెల్కర్ బృందం జెర్మేనియం స్ఫటికాల యొక్క పెద్ద, స్వచ్ఛమైన నమూనాలను పెంచింది మరియు మెటీరియల్ నాణ్యత మెరుగుపడటంతో, జూన్ 1948 నాటికి మాథారే పాయింట్ కాంటాక్ట్ యాంప్లిఫైయర్‌లు నమ్మదగినవిగా మారాయి.
జెర్మేనియంతో రెండు పాయింట్ల సంబంధాన్ని కలిగి ఉన్న మాథారే సర్క్యూట్ ఆధారంగా "ట్రాన్స్‌స్ట్రాన్" యొక్క ఎక్స్-రే చిత్రం
మాథారే ఏమి జరుగుతుందో దాని యొక్క సైద్ధాంతిక నమూనాను కూడా కలిగి ఉన్నాడు: రెండవ పరిచయం జెర్మేనియంలో రంధ్రాలు చేసి, మొదటి పరిచయం ద్వారా కరెంట్‌ను వేగవంతం చేసి, మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లను సరఫరా చేస్తుందని అతను నమ్మాడు. వెల్కర్ అతనితో ఏకీభవించలేదు మరియు ఏమి జరుగుతుందో ఒక రకమైన ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్‌పై ఆధారపడి ఉంటుందని నమ్మాడు. అయినప్పటికీ, వారు పరికరం లేదా సిద్ధాంతాన్ని రూపొందించడానికి ముందు, అమెరికన్ల సమూహం సరిగ్గా అదే భావనను అభివృద్ధి చేసిందని వారు తెలుసుకున్నారు - రెండు పాయింట్ల పరిచయాలతో కూడిన జెర్మేనియం యాంప్లిఫైయర్ - ఆరు నెలల ముందు.
ముర్రే హిల్
యుద్ధం ముగింపులో, మెర్విన్ కెల్లీ బిల్ షాక్లీ నేతృత్వంలోని బెల్ ల్యాబ్స్ సెమీకండక్టర్ పరిశోధనా బృందాన్ని సంస్కరించాడు. ప్రాజెక్ట్ అభివృద్ధి చెందింది, మరింత నిధులు పొందింది మరియు మాన్‌హాటన్‌లోని దాని అసలు ల్యాబ్ భవనం నుండి న్యూజెర్సీలోని ముర్రే హిల్‌లోని విస్తరిస్తున్న క్యాంపస్‌కు మార్చబడింది.
ముర్రే హిల్ క్యాంపస్, ca. 1960
అధునాతన సెమీకండక్టర్లతో తనను తాను తిరిగి పరిచయం చేసుకోవడానికి (యుద్ధ సమయంలో కార్యకలాపాల పరిశోధనలో అతని సమయం తర్వాత), షాక్లీ 1945 వసంతకాలంలో రస్సెల్ ఓహ్ల్ యొక్క హోల్మ్‌డెల్ ప్రయోగశాలను సందర్శించాడు. ఓహ్ల్ యుద్ధ సంవత్సరాల్లో సిలికాన్‌పై పని చేస్తూ సమయాన్ని వృథా చేయలేదు. అతను షాక్లీకి తన స్వంత నిర్మాణం యొక్క ముడి యాంప్లిఫైయర్‌ను చూపించాడు, దానిని అతను "డిసిస్టర్" అని పిలిచాడు. అతను సిలికాన్ పాయింట్ కాంటాక్ట్ రెక్టిఫైయర్ తీసుకొని దాని ద్వారా బ్యాటరీ నుండి కరెంట్ పంపాడు. స్పష్టంగా, బ్యాటరీ నుండి వచ్చే వేడి కాంటాక్ట్ పాయింట్ అంతటా ప్రతిఘటనను తగ్గించింది మరియు స్పీకర్‌కు శక్తినిచ్చేంత శక్తివంతమైన సర్క్యూట్‌కు ఇన్‌కమింగ్ రేడియో సిగ్నల్‌లను ప్రసారం చేయగల సామర్థ్యం ఉన్న రెక్టిఫైయర్‌ను యాంప్లిఫైయర్‌గా మార్చింది.
ప్రభావం ముడి మరియు నమ్మదగనిది, వాణిజ్యీకరణకు అనుకూలం కాదు. ఏది ఏమైనప్పటికీ, సెమీకండక్టర్ యాంప్లిఫైయర్‌ను సృష్టించడం సాధ్యమేనని మరియు సాలిడ్-స్టేట్ ఎలక్ట్రానిక్స్ రంగంలో పరిశోధనకు ఇది ప్రాధాన్యతనివ్వాలని షాక్లీ అభిప్రాయాన్ని ధృవీకరించడానికి సరిపోతుంది. ఓలా బృందంతో జరిగిన ఈ సమావేశంలోనే సిలికాన్ మరియు జెర్మేనియంలను ముందుగా అధ్యయనం చేయాలని షాక్లీని ఒప్పించారు. వారు ఆకర్షణీయమైన విద్యుత్ లక్షణాలను ప్రదర్శించారు మరియు ఓహ్ల్ యొక్క తోటి మెటలర్జిస్ట్‌లు జాక్ స్కాఫ్ మరియు హెన్రీ థ్యూరర్ యుద్ధ సమయంలో ఈ స్ఫటికాలను పెంచడం, శుద్ధి చేయడం మరియు డోపింగ్ చేయడంలో అద్భుతమైన విజయాన్ని సాధించారు, ఇతర సెమీకండక్టర్ పదార్థాలకు అందుబాటులో ఉన్న అన్ని సాంకేతికతలను అధిగమించారు. షాక్లీ బృందం యుద్ధానికి ముందు కాపర్ ఆక్సైడ్ యాంప్లిఫైయర్‌లపై ఎక్కువ సమయాన్ని వృథా చేయదు.
కెల్లీ సహాయంతో, షాక్లీ కొత్త బృందాన్ని సమీకరించడం ప్రారంభించాడు. ముఖ్య ఆటగాళ్ళలో వాల్టర్ బ్రాటైన్ ఉన్నారు, అతను సాలిడ్-స్టేట్ యాంప్లిఫైయర్ (1940లో)లో తన మొదటి ప్రయత్నంలో షాక్లీకి సహాయం చేసాడు మరియు యువ భౌతిక శాస్త్రవేత్త మరియు కొత్త బెల్ ల్యాబ్స్ ఉద్యోగి అయిన జాన్ బార్డీన్. జట్టులోని ఏ సభ్యునికైనా సాలిడ్ స్టేట్ ఫిజిక్స్ గురించి బార్డీన్ చాలా విస్తృతమైన జ్ఞానం కలిగి ఉండవచ్చు-అతని వ్యాసం సోడియం మెటల్ నిర్మాణంలో ఎలక్ట్రాన్ల శక్తి స్థాయిలను వివరించింది. అతను అటానాసోవ్ మరియు బ్రాటైన్ వంటి జాన్ హాస్‌బ్రూక్ వాన్ వ్లెక్ యొక్క మరొక ఆశ్రితుడు.
మరియు అటానాసోవ్ వలె, బర్డీన్ మరియు షాక్లీ యొక్క పరిశోధనలకు చాలా క్లిష్టమైన గణనలు అవసరం. వారు మన్రో యొక్క డెస్క్‌టాప్ కాలిక్యులేటర్‌ను ఉపయోగించి పదార్థాల శక్తి నిర్మాణాన్ని లెక్కించడానికి అలాన్ విల్సన్ నిర్వచించిన సెమీకండక్టర్ల క్వాంటం మెకానికల్ సిద్ధాంతాన్ని ఉపయోగించాల్సి వచ్చింది. ట్రాన్సిస్టర్‌ను రూపొందించడంలో సహాయం చేయడం ద్వారా, వారు, వాస్తవానికి, అటువంటి పని నుండి భవిష్యత్ గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థులను రక్షించడంలో దోహదపడ్డారు.
సాలిడ్-స్టేట్ యాంప్లిఫైయర్‌కు షాక్లీ యొక్క మొదటి విధానం ఆ తర్వాత పిలవబడే దానిపై ఆధారపడింది "". అతను ఒక n-రకం సెమీకండక్టర్‌పై ఒక మెటల్ ప్లేట్‌ను తాత్కాలికంగా నిలిపివేశాడు (ప్రతికూల ఛార్జీలు అధికంగా ఉండటంతో). ప్లేట్‌కు ధనాత్మక చార్జ్‌ని వర్తింపజేయడం వల్ల అదనపు ఎలక్ట్రాన్‌లను క్రిస్టల్ ఉపరితలంపైకి లాగి, ప్రతికూల చార్జ్‌ల నదిని సృష్టిస్తుంది, దీని ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం సులభంగా ప్రవహిస్తుంది. విస్తరించిన సిగ్నల్ (పొరపై ఛార్జ్ స్థాయి ద్వారా ప్రాతినిధ్యం వహిస్తుంది) ఈ విధంగా ప్రధాన సర్క్యూట్‌ను (సెమీకండక్టర్ యొక్క ఉపరితలం వెంట వెళుతుంది) మాడ్యులేట్ చేయగలదు. ఈ పథకం యొక్క సమర్థత భౌతిక శాస్త్రంలో అతని సైద్ధాంతిక పరిజ్ఞానం ద్వారా అతనికి సూచించబడింది. కానీ, అనేక ప్రయోగాలు మరియు ప్రయోగాలు ఉన్నప్పటికీ, పథకం ఎప్పుడూ పని చేయలేదు.
మార్చి 1946 నాటికి, బర్డీన్ బాగా అభివృద్ధి చెందిన సిద్ధాంతాన్ని సృష్టించాడు, ఇది దీనికి కారణాన్ని వివరించింది: క్వాంటం స్థాయిలో సెమీకండక్టర్ యొక్క ఉపరితలం దాని లోపలికి భిన్నంగా ప్రవర్తిస్తుంది. ఉపరితలంపైకి లాగబడిన ప్రతికూల ఛార్జీలు "ఉపరితల స్థితులలో" చిక్కుకుపోతాయి మరియు పదార్థంలోకి ప్లేట్‌లోకి చొచ్చుకుపోకుండా విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని అడ్డుకుంటుంది. మిగిలిన బృందం ఈ విశ్లేషణను బలవంతం చేసింది మరియు మూడు మార్గాల్లో కొత్త పరిశోధన కార్యక్రమాన్ని ప్రారంభించింది:
- ఉపరితల స్థితుల ఉనికిని నిరూపించండి.
- వాటి లక్షణాలను అధ్యయనం చేయండి.
- వాటిని ఎలా ఓడించాలో మరియు దానిని ఎలా పని చేయాలో గుర్తించండి .
ఏడాదిన్నర పరిశోధన మరియు ప్రయోగాల తర్వాత, నవంబర్ 17, 1947న, బ్రటైన్ ఒక పురోగతిని సాధించాడు. అతను పొర మరియు సెమీకండక్టర్ మధ్య నీరు వంటి అయాన్-నిండిన ద్రవాన్ని ఉంచినట్లయితే, పొర నుండి విద్యుత్ క్షేత్రం అయాన్లను సెమీకండక్టర్ వైపుకు నెట్టివేస్తుందని, అక్కడ అవి ఉపరితల స్థితులలో చిక్కుకున్న ఛార్జీలను తటస్థీకరిస్తాయి. ఇప్పుడు అతను పొరపై చార్జ్‌ని మార్చడం ద్వారా సిలికాన్ ముక్క యొక్క విద్యుత్ ప్రవర్తనను నియంత్రించగలడు. ఈ విజయం బర్డీన్‌కు యాంప్లిఫైయర్‌ను రూపొందించడానికి కొత్త విధానం కోసం ఒక ఆలోచన ఇచ్చింది: ఎలక్ట్రోలైట్ నీటితో రెక్టిఫైయర్ యొక్క కాంటాక్ట్ పాయింట్‌ను చుట్టుముట్టండి, ఆపై ఉపరితల పరిస్థితులను నియంత్రించడానికి నీటిలో రెండవ వైర్‌ను ఉపయోగించండి మరియు తద్వారా ప్రధాన వాహకత స్థాయిని నియంత్రిస్తుంది. సంప్రదించండి. కాబట్టి బర్డీన్ మరియు బ్రటైన్ ముగింపు రేఖకు చేరుకున్నారు.
బర్డీన్ ఆలోచన పనిచేసింది, కానీ యాంప్లిఫికేషన్ బలహీనంగా ఉంది మరియు మానవ చెవికి చేరుకోలేని అతి తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద నిర్వహించబడుతుంది - కనుక ఇది టెలిఫోన్ లేదా రేడియో యాంప్లిఫైయర్‌గా పనికిరాదు. పర్డ్యూలో ఉత్పత్తి చేయబడిన రివర్స్-వోల్టేజ్-రెసిస్టెంట్ జెర్మేనియంకు మారాలని బార్డీన్ సూచించాడు, దాని ఉపరితలంపై తక్కువ ఛార్జీలు సేకరిస్తాయనే నమ్మకంతో. అకస్మాత్తుగా వారు శక్తివంతమైన పెరుగుదలను అందుకున్నారు, కానీ ఊహించిన దాని నుండి వ్యతిరేక దిశలో. వారు మైనారిటీ క్యారియర్ ప్రభావాన్ని కనుగొన్నారు - ఊహించిన ఎలక్ట్రాన్లకు బదులుగా, జెర్మేనియం ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్తు ఎలక్ట్రోలైట్ నుండి వచ్చే రంధ్రాల ద్వారా విస్తరించబడింది. ఎలక్ట్రోలైట్‌లోని వైర్‌పై కరెంట్ n-రకం జెర్మేనియం ఉపరితలంపై p-రకం పొరను (అదనపు సానుకూల చార్జీల ప్రాంతం) సృష్టించింది.
తదుపరి ప్రయోగాలు ఎటువంటి ఎలక్ట్రోలైట్ అవసరం లేదని చూపించాయి: జెర్మేనియం ఉపరితలంపై రెండు కాంటాక్ట్ పాయింట్‌లను దగ్గరగా ఉంచడం ద్వారా, వాటిలో ఒకదాని నుండి మరొక కరెంట్‌కు కరెంట్‌ను మాడ్యులేట్ చేయడం సాధ్యమవుతుంది. వాటిని వీలైనంత దగ్గరగా తీసుకురావడానికి, బ్రాటైన్ ఒక త్రిభుజాకార ప్లాస్టిక్ ముక్క చుట్టూ బంగారు రేకు ముక్కను చుట్టి, ఆపై రేకును చివర జాగ్రత్తగా కత్తిరించాడు. అప్పుడు, ఒక స్ప్రింగ్ ఉపయోగించి, అతను జెర్మేనియంకు వ్యతిరేకంగా త్రిభుజాన్ని నొక్కాడు, దీని ఫలితంగా కట్ యొక్క రెండు అంచులు 0,05 మిమీ దూరంలో దాని ఉపరితలాన్ని తాకాయి. ఇది బెల్ ల్యాబ్స్ యొక్క ట్రాన్సిస్టర్ ప్రోటోటైప్ దాని విలక్షణమైన రూపాన్ని ఇచ్చింది:
Brattain మరియు Bardeen ట్రాన్సిస్టర్ ప్రోటోటైప్
మాథారే మరియు వెల్కర్ యొక్క పరికరం వలె, ఇది సూత్రప్రాయంగా, ఒక క్లాసిక్ "పిల్లి మీసాలు", కేవలం ఒకదానికి బదులుగా రెండు పాయింట్ల పరిచయాలతో. డిసెంబర్ 16న, ఇది పవర్ మరియు వోల్టేజ్‌లో గణనీయమైన పెరుగుదలను మరియు వినిపించే పరిధిలో 1000 Hz ఫ్రీక్వెన్సీని ఉత్పత్తి చేసింది. ఒక వారం తర్వాత, చిన్నపాటి మెరుగుదలల తర్వాత, బార్డీన్ మరియు బ్రటైన్ వోల్టేజీని 100 రెట్లు మరియు శక్తిని 40 రెట్లు పెంచారు మరియు వారి పరికరం వినగల ప్రసంగాన్ని ఉత్పత్తి చేయగలదని బెల్ డైరెక్టర్‌లకు ప్రదర్శించారు. సాలిడ్-స్టేట్ డెవలప్‌మెంట్ టీమ్‌లోని మరొక సభ్యుడు జాన్ పియర్స్, బెల్ యొక్క కాపర్ ఆక్సైడ్ రెక్టిఫైయర్, వేరిస్టర్ పేరు తర్వాత "ట్రాన్సిస్టర్" అనే పదాన్ని ఉపయోగించాడు.
తదుపరి ఆరు నెలల పాటు, ప్రయోగశాల కొత్త సృష్టిని రహస్యంగా ఉంచింది. ట్రాన్సిస్టర్‌ను ఎవరైనా చేతికి రాకముందే దానిని వాణిజ్యీకరించడంపై యాజమాన్యం తమ ముందున్న విషయాన్ని నిర్ధారించుకోవాలనుకుంది. వెల్కర్ మరియు మాథారే అమరత్వం గురించి కలలను బద్దలు కొట్టడానికి జూన్ 30, 1948న విలేకరుల సమావేశం ఏర్పాటు చేయబడింది. ఇంతలో, సెమీకండక్టర్ రీసెర్చ్ గ్రూప్ నిశ్శబ్దంగా కూలిపోయింది. బర్డీన్ మరియు బ్రాటైన్ యొక్క విజయాల గురించి విన్న తర్వాత, వారి యజమాని బిల్ షాక్లీ తన క్రెడిట్ మొత్తాన్ని తన ఖాతాలో వేసుకోవడానికి పని చేయడం ప్రారంభించాడు. మరియు అతను కేవలం పరిశీలనా పాత్రను పోషించినప్పటికీ, షాక్లీ పబ్లిక్ ప్రెజెంటేషన్‌లో సమానమైన, కాకపోయినా, ఎక్కువ ప్రచారం పొందాడు - ల్యాబ్ బెంచ్ పక్కనే చర్య యొక్క మందపాటి అతని యొక్క ఈ విడుదల ఫోటోలో చూసినట్లుగా:
1948 ప్రచార ఫోటో - బర్డీన్, షాక్లీ మరియు బ్రటైన్
అయినప్పటికీ, షాక్లీకి సమానమైన కీర్తి సరిపోలేదు. మరియు బెల్ ల్యాబ్స్ వెలుపల ఎవరికైనా ట్రాన్సిస్టర్ గురించి తెలియకముందే, అతను దానిని తన సొంతం కోసం తిరిగి కనిపెట్టడంలో బిజీగా ఉన్నాడు. మరియు ఇటువంటి అనేక పునర్నిర్మాణాలలో ఇది మొదటిది మాత్రమే.
ఇంకా ఏం చదవాలి
- రాబర్ట్ బుదేరి, ప్రపంచాన్ని మార్చిన ఆవిష్కరణ (1996)
- మైఖేల్ రియోర్డాన్, “యూరప్ ట్రాన్సిస్టర్‌ను ఎలా మిస్సయింది,” IEEE స్పెక్ట్రమ్ (నవంబర్ 1, 2005)
- మైఖేల్ రియోర్డాన్ మరియు లిలియన్ హోడెసన్, క్రిస్టల్ ఫైర్ (1997)
- అర్మాండ్ వాన్ డోర్మేల్, "ది 'ఫ్రెంచ్' ట్రాన్సిస్టర్, (1994)
మూలం: www.habr.com