Bảy mươi lăm năm trước, vào sáng thứ Ba, ngày 16 tháng 1947 năm , hai nhà vật lý tại Phòng thí nghiệm Điện thoại Bell đã cho dòng điện chạy qua các điện cực vàng trên một tấm gecmani dài nửa inch và có thể nhận được tín hiệu điện được khuếch đại. Nghe có vẻ khá kỹ thuật - và đúng như vậy. Kết quả là bóng bán dẫn đầu tiên đã thay đổi hoàn toàn thế giới hiện đại của chúng ta.
Như với hầu hết các công nghệ, lịch sử của bóng bán dẫn liên quan đến nhiều người chơi, nhưng ba người quan trọng nhất là John Bardeen, William Shockley và Walter Brattain. Trong Thế chiến II, Phòng thí nghiệm Bell của AT&T bắt đầu nghiên cứu về vật lý chất rắn như một cách để tạo ra các phương tiện liên lạc đáng tin cậy hơn. William Shockley được chọn để lãnh đạo công việc này, và đến tháng 1945 năm , ông đã phát triển ý tưởng sử dụng điện trường bên ngoài để tác động đến hành vi của các điện tử và lỗ trống trong các lớp bán dẫn hẹp. Anh ấy bắt đầu thử nghiệm các tùy chọn và vật liệu khác nhau cho các bóng bán dẫn "trường" này, nhưng không thể tạo ra một thiết bị hoạt động.
Vài tháng sau, ông lãnh đạo một nhóm các nhà nghiên cứu làm việc về vật liệu bán dẫn tại Phòng thí nghiệm Vật lý Chất rắn của Bell Labs.
Một trong những nhà nghiên cứu này là nhà vật lý lý thuyết John Bardeen, và ông cùng với những người khác, bao gồm cả nhà vật lý thực nghiệm Walter Bratten, bắt đầu làm việc với các vật liệu khác nhau, tìm kiếm những hiệu ứng lớn hơn. Họ đã đạt được những bước tiến lớn trong năm 1946 và 1947, và đến tháng 47 năm , Bardeen và Brattain đã làm việc với các tiếp điểm điện bằng vàng trên các tấm gecmani.
Điều này đúng về mặt lý thuyết, nhưng không hoạt động đúng cho đến khi Bratten tìm ra cách sử dụng nêm polystyrene để tạo ra một khoảng cách nhỏ (khoảng 2 mm) giữa hai điểm tiếp xúc. Vào ngày 16 tháng 30, anh ấy kết nối nó với pin của mình và khi Bardin nhìn vào nó, anh ấy ngay lập tức thấy công suất tăng 450%. Bằng cách điều chỉnh nó một chút, anh ấy thấy rằng mình có thể tăng mức tăng công suất lên %, chứng tỏ rằng thiết bị của họ, hiện được gọi là bóng bán dẫn tiếp xúc điểm, đã hoạt động.
Họ đã trình chiếu bản demo của mình cho rất nhiều người bên trong Bell Labs và nó đã gây ra rất nhiều hứng thú. Nhưng nó là một thiết bị phức tạp, chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng và còn lâu mới có thể thay thế các ống chân không trước đây được sử dụng trong các mạch điện tử.
Tháng sau, Shockley nghĩ ra một cách khác để chế tạo bóng bán dẫn, tạo ra bóng bán dẫn tiếp giáp lưỡng cực, thứ sẽ trở thành ý tưởng trung tâm đằng sau hầu hết các thiết bị bán dẫn thành công trong nhiều thập kỷ tới.
Bell Labs đã thông báo công khai về việc tạo ra bóng bán dẫn vào ngày 30 tháng 1948 năm . Tuy nhiên, phải mất nhiều năm bóng bán dẫn mới được sử dụng rộng rãi, nhưng một khi đã được sử dụng rộng rãi, chúng đã thay đổi hoàn toàn thế giới của chúng ta, dẫn đến bộ nhớ máy tính, mạch tích hợp, bộ vi xử lý và nhiều sản phẩm khác. Có lẽ thay đổi lớn nhất là sự phát triển của bóng bán dẫn hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại, hay MOSFET, đã thúc đẩy ngành công nghiệp này trong nhiều năm.
Vì những nỗ lực của họ trong việc tạo ra bóng bán dẫn, Bardeen, Brattain và Shockley đã nhận được giải Nobel Vật lý năm 1956. Bardeen sau đó chuyển đến Đại học Illinois, nơi công trình nghiên cứu về tính siêu dẫn đã mang lại cho ông giải Nobel thứ hai. Shockley chuyển đến Palo Alto vào năm 1956 và thành lập công ty Shockley Semiconductor, sau đó các nhân viên chủ chốt của công ty này đã đến Fairchild Semiconductor (nơi Robert Noyce và Jean Hoerny tạo ra những ý tưởng chính về mạch tích hợp) và sau đó là Intel.
Một trong những khía cạnh đáng chú ý nhất của bóng bán dẫn là cách các nhà khoa học và kỹ sư có thể liên tục làm cho chúng ngày càng nhỏ hơn để các thiết bị chứa chúng có thể trở nên dày đặc hơn, một quy trình thường được gọi là Định luật Moore. Bóng bán dẫn đầu tiên dài khoảng nửa inch, ngày nay một bộ xử lý điện thoại hoặc PC tiêu chuẩn có hơn một tỷ bóng bán dẫn.
Bóng bán dẫn có lẽ là phát minh quan trọng nhất của thế kỷ 20, vì nó đã dẫn đến sự phổ biến của tất cả các thiết bị điện tử mà chúng ta có ngày nay, chưa kể đến các ứng dụng chạy trên chúng. Và tất cả bắt đầu từ 75 năm trước.
Bạn có thể giúp Ukraine chiến đấu chống lại những kẻ xâm lược Nga. Cách tốt nhất để làm điều này là quyên góp quỹ cho Các lực lượng vũ trang của Ukraine thông qua Cuộc sống tiết kiệm hoặc thông qua trang chính thức NBU.
Cũng thú vị: