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威廉·肖克利——半导体发明者,电子时代的先驱

2021-12-10 22:31:04 来源: 网络   编辑: 佚名   浏览(47)人   
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    威廉·肖克利,一九一零年二月十三日出生于英国伦敦,他父母是美国人。肖克利父亲方面的直系祖先是坐五月花号来北美的第一批清教徒。肖克利是独子,父亲是采矿工程师,麻省理工(MIT)毕业生,精通八国语言。母亲是斯坦福大学(UniversityofStanford)第一批女毕业生之一。
    肖克利还碰巧设计出了世界上第一个核反应堆。一九三九年,全世界的物理学家的注意力都在核裂变上。贝尔实验室指定肖克利和詹姆斯·费斯克(JamesFisk)对核裂变作为新能源的可行性做一调研。贝尔实验室给了两人一间小屋子。一天,肖克利在淋浴时,突然想到:“如果把两块铀分开,中子就会慢下来,也就是说不会被俘获,这样的话就能用其来轰击铀235。”两个月后,两人制作出了世界上第一个核反应堆。
    二战后,肖克利回到贝尔实验室。贝尔实验室成立了一个固体物理研究小组,他们要制造一种能替代电子管的半导体器件。肖克利任组长,化学家史丹利?摩根(StanleyMorgan)任副组长,成员有物理、化学、电子方面的专家。
    此前,贝尔实验室就对半导体材料进行了研究,发现掺杂的半导体整流性能比电子管好。因此小组把注意力放在了锗和硅这两种半导体材料上。在肖克利的领导下,他们尝试、失败、再尝试、再失败。一九四七年十二月十五日,这次巴丁的表面效应理论与布莱顿精湛的实验结出了硕果。
    一九四七年十二月二十三日下午,布莱顿和摩尔来到实验室。圣诞将至,同事们都准备放假了。但是,他们还是兴致勃勃地来看两人的半导体放大实验。这次,布莱顿和摩尔在装置的一端连一个麦克风,另一端接一副耳机。摩尔与布莱顿用麦克风讲话,其他人用耳机收听,他们听到了被放大了上十八倍的声音。这一天被认为是晶体三极管的诞生日。这是人类史上第一次不需要用真空管就能将声音放大的装置,晶体管的发明印证了阿瑟?洛克的名言:“任何重大的科技进步,都和奇迹联系在一起。”
    第一个晶体管的专利是结型场效应管,是由美国人JuliusEdgarLilienfeld于一九二五年获得的专利。一九四八年二月二十六日,巴丁和布莱顿为他们发明的晶体三极管申请了专利;同一天,肖克利也向美国专利局递交了结型三极管的专利。
    据统计,一九五四到一九五六年间,美国市场上共销售了一千七百万只锗晶体管和一千一百万只硅晶体管,总价值为五千五百万美元。因成本及生产工艺的原因,晶体管尚未得到广泛应用,同期电子管销售了十三亿,市场份额超过十亿美元。
    晶体管的发明促成了苹果电脑、英特尔、微软、谷歌的诞生。没有晶体管就没有今天的高科技,也不会有硅谷。晶体管的问世,被称为20世纪最重大的发明之一。它是微电子革命的先声,对电子计算机的进一步发展具有决定性意义。由于这项发明,巴丁、布拉顿、肖克莱同获1956年的诺贝尔物理学奖。
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