1908年巴丁出生于美国,少年时代学习很用功,16岁就考上了大学特别喜欢物理。早年他和另外两名科学家肖克莱和布拉登一起,共同研究半导体锗和硅的物理性质,在一次实验中,他在锗晶体上放置了一枚固定针和一枚探针,利用加上了负电压的探针来检查固定针附近的电位分布。当巴丁将探针向固定针靠近,距离为0.05mm处,突然发现改变流过控针的电流能够极大的影响流过固定针的电流。这一意外发现使他们意识到这个装置可以对电流起放大作用。于是三人通力合作,经过反复研制,终于在1947导发明了一种新的半导体元件——晶体管,取代了又大又笨又费电的电子管。同时引发了计算机革命,将最初楼房一样庞大的计算机缩小为台式电脑,且运算速度极大提高。这一成果立刻轰动了科学界。巴丁三人被称为电子技术劳动保险的杰出代表。由于这一贡献,巴丁、肖克莱、布拉登于1956年共同获得了诺贝尔物理学奖。
获奖同年,巴丁又开始向另一个科学高峰——超导理论攀登。当时,超导现象的研究是科学上的难题。巴丁与中年物理教师库柏、研究生施里弗共同开展艰苦的研究,经过多年探索,终于建立了超导理论。为纪念巴丁、库柏、施里弗三人的杰出贡献,后来称超导理论为BCS理论,(由三人姓名的第一个字母组成),而且于1972年他们三人共同获得诺贝尔物理学奖。巴丁在同一领域(固体物理)前后两次获得诺贝尔奖,这在历史上还是第一次。
半导体的发现实际上可以追溯到很久1833年,英国巴拉迪最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。
不久, 1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是后来人们熟知的光生伏特效应,这是被发现的半导体的第二个特征。
在1874年,德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关,即它的导电有方向性,在它两端加一个正向电压,它是导通的;如果把电压极性反过来,它就不导电,这就是半导体的整流效应,也是半导体所特有的第三种特性。同年,舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。
1873年,英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应,这是半导体又一个特有的性质。 半导体的这四个效应,(jianxia霍尔效应的余绩——四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成
超导。。1911年,荷兰莱顿大学的卡末林—昂内斯意外地发现,将汞冷却到-268.98°C时,汞的电阻突然消失后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性
半导体早多了。。
日本那会还天皇呢,搞什么科技啊
硅:作为现在最广泛应用的半导体材料,它的优点是多方面的.1)硅的地球储量很大,所以原料成本低廉.
2)硅的提纯工艺历经60年的发展,已经达到目前人类的最高水平.
3)Si/SiO2 的界面可以通过氧化获得,非常完美.通过后退火工艺可以获得极其完美的界面.
4)关于硅的掺杂和扩散工艺,研究得十分广泛,前期经验很多.
不足:硅本身的电子和空穴迁移速度在未来很难满足更高性能半导体器件的需求.氧化硅由于介电常数较低,当器件微小化以后,将面临介电材料击穿的困境,寻找替代介电材料是当务之急.硅属于间接带隙半导体,光发射效率不高.
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锗:作为最早被研究的半导体材料,带给我们两个诺贝尔奖,第一个transistor和第一个IC.锗的优点是:
1)空穴迁移率最大,是硅的四倍;电子迁移率是硅的两倍.
2)禁带宽度比较小,有利于发展低电压器件.
3)施主/受主的激活温度远低于硅,有利于节省热预算.
4)小的波尔激子半径,有助于提高它的场发射特性.
5)小的禁带宽度,有助于组合介电材料,降低漏电流.
缺点也比较明显:锗属于较为活泼的材料,它和介电材料的界面容易发生氧化还原反应,生成GeO,产生较多缺陷,进而影响材料的性能;锗由于储量较少,所以直接使用锗作衬底是不合适的,因此必须通过GeOI(绝缘体上锗)技术,来发展未来器件.该技术存在一定难度,但是通过借鉴研究硅材料获得的经验,相信会在不久的将来克服.
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