Neskirta P-N

Kai 1927 m. Russellas Ohlas pradėjo dirbti „Bell Laboratories“, vakuuminiai vamzdžiai buvo laikomi elektronikos ateitimi. Tačiau jo atsitiktinis atradimas paskatino sukurti tranzistorių ir saulės elementą ir paskatino silicio revoliuciją.

Trečiojo dešimtmečio pabaigoje Ohlas buvo radijo tyrinėtojas, kuris bandė sukurti imtuvą, kuris būtų efektyvesnis už vakuuminius vamzdžius. Vamzdžiai lengvai paimdavo žemo dažnio radijo signalus, bet turėjo problemų su aukštesniais dažniais, pavyzdžiui, bandomaisiais radaro technologijoje, kuri įgavo svarbą, kai karas užvirė užsienyje. Ohlas manė, kad alternatyva gali slypėti krištoliniame imtuve – senoviniame XX a. 2 dešimtmečio radijo įrenginyje. Jis visiškai atsidavė savo tyrimams: kai depresijos metu jo darbo savaitė buvo sutrumpinta, Ohlas naudojo savo papildomą laiką kristalų struktūros tyrinėjimui.

Ši istorija buvo mūsų 2003 m. vasario mėnesio numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Krištolo imtuvai buvo sudėtingi, menkai suprantami įrenginiai. Kad gautų signalą, operatorius kristalo paviršiuje metaline sruogele ieškotų karštosios vietos, dėl kurios srovė tekėjo tik viena kryptimi. Po išsamių eksperimentų Ohlas padarė išvadą, kad geriausi imtuvai yra elementai, dabar žinomi kaip puslaidininkiai. Jis iškėlė teoriją, kad iš grynesnių medžiagų imtuvai būtų geresni, ir savo bandymams paruošė specialius pavyzdžius.

1940 m. pradžioje Ohlas ištyrė silicio mėginį, kurio viduryje buvo įtrūkimas. Kažkas buvo keista tame kristale: jį veikiant šviesai, srovė, tekanti tarp dviejų plyšio pusių, smarkiai šoktelėjo. Suglumęs Ohlas parodė keistą pavyzdį savo Bell kolegoms, kurie buvo taip pat nustebę. Niekas dar nebuvo matęs tokios fotovoltinės reakcijos.

Tyrėjai išsiaiškino, kad įtrūkimas buvo skiriamoji linija tarp dviejų silicyje esančių priemaišų. Vienas silicio tipas turėjo elektronų perteklių, kitas – deficitą. Jie pavadino juos p-tipu teigiamu, o n-tipu neigiamu, o barjeras tarp jų buvo pavadintas p-n jungtimi. Palaipsniui grupė suprato, kad fotonai suteikia elektronų perteklių n tipo medžiagoje pakankamai energijos, kad galėtų kirsti sankryžą ir sukurti srovę.

Nors originalūs Ohlo kristalai nesukūrė pakankamai energijos komerciniam naudojimui, jo p- ir n-tipo silicio tyrimai paskatino Bell Labs 1954 m. sukurti pirmąjį modernų saulės elementą. Pirmieji tranzistoriai taip pat buvo pagrįsti pn jungtimi. . Kai Ohlas 1940 m. laikė savo neįprastą kristalą prieš šviesą, jis netyčia pradėjo perėjimą nuo vakuuminių vamzdžių prie integrinių grandynų.

paslėpti