隧道二極管:江崎——10月12日科學史上的今天

2018-10-12作者:科學π工作室, 編著編輯:書問閱讀



1957年,在索尼公司工作的江崎玲于奈(以下簡稱江崎),為改善高頻晶體二極管的性能,率領一個研究組研究二極管電場的發射機制。在當時,普遍的方法是盡量使PN結的雜質減小,目的是制備高純度的晶體二極管。但是江崎卻大膽地采用了相反的方式,嘗試著制備摻雜度較高的鍺PN結做研究。


當給這種PN結加上電壓觀察電流變化時,他意外地發現,高摻雜的鍺二極管與一般二極管不同,加正向電壓時,電流先隨電壓加大而加大,但電壓加大到某一個值時,電流突然間變??;如果加反向電壓,電流則隨電壓加大而急劇加大。這個結果與預料正好相反,似乎在正向電壓時,二極管電流反而受到某種“阻力”,而加反向電壓時,電流又受到了某種“推力”,這是一種非常奇特的“負電阻”特征。


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奇異現象往往伴隨著特殊的應用價值,在1958年10月12日出版的美國《大眾電子學》中,江崎以“鍺半導體PN結的奇異現象”為題,把觀察到的結果發表了出來,并指出產生這一奇異效應的原因是一種“隧道現象”。隨后針對這一效應,他不失時機地做了深入的理論研究,在第二年又發表了具有深入分析的理論性文章,不但用“隧道效應”揭示了“負電阻”出現的量子力學機理,還指出了它的應用前景。1960年,江崎利用這一奇特效應研制成功隧道二極管,人們又叫它“江崎二極管”。


由于在隧道效應和相關技術開發上的貢獻,江崎先后獲得了作為日本物理學會最高榮譽的仁科芳雄紀念獎、M.N.利布曼紀念獎、富蘭克林研究所頒發的巴蘭坦獎章和日本文化獎。在1973年江崎與約瑟夫森、加埃沃共同獲得諾貝爾物理學獎。



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出版清華大學出版社
定價99元
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