芯片简史-免费阅读资讯-电子书PDF/EPUB/MOBI/TXT

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作者: 汪波
出版社: 浙江教育出版社
出品方: 湛庐文化
副标题: 芯片是如何诞生并改变世界的
出版年: 2023-4
页数: 568

惊险的一跃，半导体的奇迹
1931年初，位于德国东部的莱比锡城的雪还没有融化，莱比锡大学的理论物理研究所来了一位25岁的英国小伙艾伦·赫里斯·威尔逊（Alan Herries Wilson），他跟随海森堡学习固体物理学，研究半导体的性质。
半导体最大的特性就是它的导电能力，远远小于导体（如铜线），又远远大于绝缘体（如橡胶）。这种特殊的性质引起了科学家的好奇。此外，很多半导体都是晶体，内部有着规则的原子点阵。但麻烦的是，原子的间距很小，无法直接用显微镜观察到晶体内部的原子点阵结构。
在威尔逊到来之前，这里的一位博士生布洛赫（Bloch）正在对晶体展开研究。得益于德国物理学家马克斯·劳厄（Max Laue）和英国物理学家布拉格父子(11)发明的用X射线衍射研究晶体的方法，布洛赫间接窥视到晶体里漂亮规整的结构，并将其带入薛定谔方程，从而初步揭开了半导体晶体的性质（见图1-8）。
图1-8　半导体硅晶体（a）和晶体内部的晶格结构（b）
那么，半导体内部是如何导电的呢？以前人们尝试用经典物理学来解释，但都失败了(12)。进入20世纪30年代初，威尔逊等人以量子物理学为工具，对半导体的导电机制展开了一番新的研究。
一般人可能会认为，电子越多，越容易导电，电流也越大。但真的如此吗？威尔逊心里打了个问号。

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