Walter Schottky nie tylko studiował fizykę. On to stworzył. Urodzony w Zurychu w 1886 r. i zmarł w Niemczech Zachodnich w 1976 r., ten niemiecki fizyk poświęcił swoje życie przekształcaniu abstrakcyjnych równań w sprzęt napędzający nasz świat. Jego nazwisko kojarzy się z urządzeniami, z których korzystasz na co dzień, nawet jeśli o tym nie wiesz.
Uzyskał doktoraty w dziedzinie inżynierii, technologii i nauk przyrodniczych na Uniwersytecie w Berlinie. Pracował pod kierunkiem Maxa Plancka, jednego z gigantów teorii kwantowej. Edukacja ta przygotowała grunt pod karierę, która wypełniła lukę między badaniami akademickimi a zastosowaniami przemysłowymi. Wykładał na uniwersytetach w Würzburgu i Rostocku, a w 1927 r. przeniósł się do Siemens AG. Pozostał tam do końca swoich dni. Przez prawie pięćdziesiąt lat kształtował przyszłość elektroniki w jednej z największych firm przemysłowych na świecie.
Jak efekt Schottky’ego zmienił lampy próżniowe
Zmiana rozpoczęła się w 1914 roku. Schottky zauważył coś dziwnego. Emisja jonów termionowych w lampie próżniowej nie zachowywała się zgodnie z oczekiwaniami. To było nieregularne. Zidentyfikował przyczynę – zjawisko znane obecnie jako efekt Schottky’ego. Nie była to tylko drobna zmiana w podręczniku. Było to fundamentalne zrozumienie sposobu, w jaki elektrony przemieszczają się przez bariery energetyczne.
Rok później, w 1915 roku, wynalazł lampę ekranową. Wynalazek ten zmniejszył pojemność wewnętrzną, umożliwiając pracę przy wyższych częstotliwościach. Miało to wówczas ogromne znaczenie dla radiotechniki. W 1919 roku poszedł dalej. Wynalazł tetrodę. Była to pierwsza wieloelektrodowa lampa próżniowa. Dało to inżynierom większą kontrolę nad przepływem elektronów, zapewniając lepsze wzmocnienie i przełączanie. Urządzenia te były prekursorami nowoczesnych tranzystorów. Przed chipami były lampy. A Schottky pomógł zdefiniować ich granice.
Dlaczego półprzewodniki są dziś dla Ciebie ważne
Połączenie z nowoczesną technologią sięga głębiej niż lampy próżniowe. W swojej książce Thermodynamics (Thermodynamik ) z 1929 r. Schottky był jednym z pierwszych, który zaproponował istnienie „dziur” elektronowych w strukturze pasm walencyjnych półprzewodników. Ta koncepcja ma obecnie kluczowe znaczenie dla naszego rozumienia krzemu.
We wszystkim stawiamy na półprzewodniki. Twój telefon. Twój laptop. Panele słoneczne na Twoim dachu. Wszystkie zależą od manipulacji nośnikami ładunku – elektronami i dziurami. Schottky widział tę konstrukcję wcześniej niż większość w terenie. On nie tylko obserwował; zinterpretował kwantowe zachowanie materiałów w sposób umożliwiający praktyczną inżynierię.
Studiował także struktury krystaliczne. W 1935 roku zauważył, że jon przemieszczający się ze swojego miejsca w sieci krystalicznej na powierzchnię pozostawia pustą przestrzeń. Wada ta nazywana jest obecnie wadą Schottky’ego. Ma to znaczenie, ponieważ defekty w kryształach mogą zmieniać przewodność elektryczną. Wiedza o tym, skąd pochodzą wolne miejsca pracy, pomaga producentom tworzyć czystsze i bardziej niezawodne półprzewodniki. Niedoskonałości to nie tylko błędy. Są to cechy, które można kontrolować lub łagodzić.
Dioda Schottky’ego i rzeczywisty wpływ
Najbardziej bezpośrednim połączeniem z obecną technologią jest dioda Schottky’ego (dioda barierowa Schottky’ego). W 1938 roku Schottky stworzył teorię wyjaśniającą zachowanie polegające na prostowaniu
