Není zamýšleno P-N

Když Russell Ohl začal v roce 1927 pracovat v Bellových laboratořích, byly elektronky považovány za budoucnost elektroniky. Byl to však jeho náhodný objev, který vedl k vytvoření tranzistoru i solárního článku a pomohl zažehnout křemíkovou revoluci.

Na konci třicátých let byl Ohl výzkumníkem v oblasti rádia, který se snažil vytvořit přijímač, který by byl účinnější než elektronky. Elektronky snadno zachytily nízkofrekvenční rádiové signály, ale měly potíže s vyššími frekvencemi, jako byly ty, které byly testovány v radaru - technologie, která nabývala na důležitosti, jak se v zámoří chystala válka. Ohl si myslel, že alternativa by mohla spočívat v krystalovém přijímači, zastaralém rádiovém zařízení z dvacátých let. Zcela se věnoval svému výzkumu: když byl jeho pracovní týden zkrácen během hospodářské krize, Ohl využil čas navíc ke studiu krystalové struktury.

Tento příběh byl součástí našeho vydání z února 2003

• Viz zbytek čísla
• předplatit

Krystalové přijímače byly ošidné, špatně srozumitelné přístroje. Aby operátor získal signál, hledal na povrchu krystalu s kovovým pramenem horké místo, které způsobilo tok proudu pouze v jednom směru. Po vyčerpávajícím experimentování Ohl dospěl k závěru, že nejlepšími přijímači jsou prvky nyní známé jako polovodiče. Předpokládal, že z čistějších materiálů budou lepší přijímače, a pro své testy si nechal připravit speciální vzorky.

Počátkem roku 1940 Ohl zkoumal vzorek křemíku, který měl uprostřed prasklinu. Na tom krystalu bylo něco divného: když byl vystaven světlu, proud tekoucí mezi oběma stranami trhliny výrazně poskočil. Zmatený Ohl ukázal bizarní vzorek svým Bellovým kolegům, kteří byli stejně ohromeni. Nikdo nikdy neviděl podobnou fotovoltaickou reakci.

Vědci zjistili, že trhlina byla dělicí čárou mezi dvěma nečistotami v křemíku. Jeden typ křemíku měl nadbytek elektronů, druhý deficit. Pojmenovali je p-type pro pozitivní a n-type pro negativní a bariéra mezi nimi byla nazvána p-n křižovatka. Postupně si skupina uvědomila, že fotony dávají přebytečným elektronům v materiálu typu n dostatek energie, aby překročily spoj a vytvořily proud.

Ačkoli původní Ohlovy krystaly nevytvářely ani zdaleka dostatek energie pro komerční využití, jeho výzkum křemíku typu p a n vedl v Bellových laboratořích k vytvoření prvního moderního solárního článku v roce 1954. První tranzistory byly také založeny na pn přechodu. . Když Ohl v roce 1940 přidržel svůj neobvyklý krystal ke světlu, nevědomky zahájil přechod od elektronek k integrovaným obvodům.

skrýt