1940 · Silicon P-N Junction Photocell · Werk 811 von 1.871
A small test piece of 1940 on a wooden laboratory bench in New Jersey, a clear acrylic box six centimetres long, inside it a curved half-cylindrical reflector of polished metal, across its middle a short dark grey silicon rod held between two small metal clamps, two brown cloth-covered cables leading out of the box, a hand in a white laboratory coat sleeve holding a chrome flashlight whose beam falls on the rod, beside it a voltmeter in a wooden case turned at a steep slant, two test probes on cloth-covered leads, a black Bakelite switch, window light from the left.
Wofür es benutzt wurde
Der gerissene Siliziumstab ist das Versuchsstück, an dem 1940 bei den Bell Telephone Laboratories der pn-Übergang entdeckt wurde. Russell Ohl arbeitete dort an Siliziumgleichrichtern für kurze Wellen. Nach der Darstellung von Riordan und Hoddeson notierte sein Laborbuch am 23. Februar 1940, nahe einem Ende des Stabes zeige ein Riss eine Änderung der Kristallstruktur an. Am 6. März 1940 rief Mervin Kelly Gruppenleiter und zwei Leute der Funkabteilung zusammen, und Ohl führte den Stab vor: im Licht einer Taschenlampe stieg der Zeiger des Voltmeters auf fast 0,5 Volt, mehr als 10-mal so viel, wie Brattain und Becker je an einer anderen Photozelle beobachtet hatten; Brattain hielt die Sache zunächst für einen Scherz und bekam später von Ohl dieses oder ein anderes Stück aus demselben Block, um den Befund selbst zu prüfen.
Was daran neu war
Aus diesem Stab kamen die Bezeichnungen: Ohl und Scaff prägten Ende März 1940 die Ausdrücke p-leitend und n-leitend nach der Richtung des leichten Stromdurchgangs und dem Vorzeichen der Photospannung, und die Grenze zwischen den Bereichen wurde der pn-Übergang. Das Patent US 2.402.662 "Light-Sensitive Electric Device" wurde am 27. Mai 1941 angemeldet und am 25. Juni 1946 erteilt; nach Angabe des Smithsonian ist der Stab mit dem Übergang in der Mitte dort als Figur 8 gezeichnet. Der Widerhaken: die Grenze war nicht entworfen. Ein Techniker hatte den Stab unwissentlich quer zur Linie zwischen gereinigtem und handelsüblichem Silizium geschnitten, und diese zufällige Grenze war die Sperrschicht.
Was die Quellen offenlassen: Riordan und Hoddeson sagen nicht, wodurch der Riss entstand; sie nennen nur den Schnitt quer zur Materialgrenze. Eine Wirkungsgrad-Angabe für die Zelle gibt keine der geöffneten Quellen. Das Computer History Museum schreibt den Nachnamen des Metallurgen Jack Scaff an einer Stelle "Shaff".
Zusammenhänge
Jeder Verweis nennt seine Art. „Vorläufer“ allein wäre eine Behauptung.
Folgt ausThe Cat's Whisker1906Ohl griff Mitte der 1920er Jahre beim Kurzwellenempfang zu seinem alten Siliziumdetektor, als Röhren versagten: "There I began to appreciate the power of the crystal detector". Siliziumdetektoren gab es seit Pickards Patent von 1906. Bei Bell vermutete Ohl, ihr sprunghaftes Verhalten rühre von Verunreinigungen her, und begann 1937, Silizium zu reinigen. Aus dieser Arbeit kam der Stab von 1940.Beleg: Michael Riordan, Lillian Hoddeson: The origins of the pn junction, IEEE Spectrum, June 1997