Знание-сила, 2008 № 12 (978)

Последующую неделю Шокли прожил в неистовом возбуждении. Чисто внешне он проделывал все, что положено типичному американцу исполнять в рождественскую неделю: сходил с семьей в ресторан, посетил друзей в Чикаго, обзвонил с поздравлениями знакомых. Но при этом ни на миг не прекращал самоистязания. Крайне амбициозный индивидуалист, абсолютно и не без оснований уверенный в своем превосходстве и нередко грешащий завышенной самооценкой, человек, лучше всех в мире познавший полупроводники, он проиграл «мягкому интеллектуалу» и уступил «свою» жар-птицу. Однако... Шокли не был бы собой, если бы не сумел, в конце концов, направить свое возбуждение в русло CFM. Вулканический всплеск его творческой энергии за одну неделю — позднее в мемуарах эту рождественскую для всех неделю он назвал своей «страстной неделей» — создал теорию р-п-перехода, а в ночь на Новый год — увидел во сне плоскостной транзистор c р-п-переходами, увидел почти буквально, без кавычек.

Ремарка историка. Американцы считают, что р-п-переход — границу между двумя областями полупроводника с разной проводимостью — впервые в 1940 году заметил Р.Оль, занимавшийся выращиванием слитков кремния. У нас эта честь приписывается киевлянину В.Е.Лашкареву, обнаружившему ту же резкую границу в образцах закиси меди и также в 1940 году. Но намного раньше их обоих р-п-переход непосредственно увидел О.В.Лосев при опытах со свечением карбида кремния, которые он проводил в ленинградском НИИ-9. Пожалуй, бессмысленно искать первооткрывателя, существование такой границы между двумя частями кристалла, в одной из которых преобладают электроны (n-тип), а в другой — дырки (р-тип), самоочевидно, а вот что происходит на этой границе, действительно, интересно. Шокли впервые услышал о jhn-переходе в 1945 году, и эта новость заинтриговала его, он интуитивно почувствовал, что здесь может быть скрыто немало чудес (как и вообще вблизи всяческих границ), но тогда он мучился загадками однородного кремния, это было время фатальных неудач с «эффектом поля».

Позднее, в 1946 — 1947 годах, у него появлялись «окна» и для теоретизирования с р-^переходом, он построил его квантовомеханическую модель, не хватало лишь изюминки. Она нашлась после открытия Бардина — Браттейна: р-^переход может быть идеальным инжектором дырок, несравненно более эффективным, чем острие иглы. Дальнейшее — дело техники.

В поисках «своего» транзистора Шокли вдохновлялся тем, что детище Браттейна — Бардина было откровенно убогим (ох уж эти подрагивающие иголочки!) — блистательная новая полупроводниковая физика явилась на свет в нищенском рубище. Надо было исправлять ситуацию.

Его новая концепция окончательно сформировалась к концу января 1948 года, а патентные заявки на два типа транзистора были поданы почти одновременно: 17.06.48 — на точечный транзистор с иголочками (Дж.Бардин, У.Браттейн) и 26.06.48 — на плоскостной транзистор с р-п-переходами (У. Шокли).

На общественной презентации 30 июня 1948 года, описанной в начале статьи, был представлен только точечный транзистор. Чтобы изготовить первые образцы плоскостных германиевых транзисторов, фирме «Белл» потребовалось более двух лет, а их презентацию провели 4 июля 1951 года. Это был личный триумф Шокли, он блистательно преодолел синдром неудачника и обрел еще большую уверенность в себе. Вскоре транзисторы побывали на Корейской войне (1950 — 1953 годы) и неплохо себя показали, военные стали к ним относиться более чем благосклонно. А после того как германий заменили на кремний, отчего транзисторы стали работать и при температурах выше 100^оС, неизмеримо возросла их надежность и понизилась стоимость, началось триумфальное вхождение транзисторов в радиоэлектронику и повсеместное вытеснение радиоламп. При этом точечный транзистор, на доведение которого до производства было затрачено немало средств, все более себя дискредитировал и к середине 1950-х годов окончательно сошел со сцены. Остался только плоскостной транзистор Шокли, теперь его называли просто «транзистор», других не было.

Первый точечный транзистор, 1947 год

Первый плоскостной транзистор

Из воспоминаний академика Ю.В.Гуляева. «В 1960 году меня, аспиранта МФТИ, прикрепили к приехавшему в Москву на конференцию Шокли в качестве гида и переводчика. Придя к нему в «Националь», я с порога пафосно начал с домашней заготовки, что «горд сопровождать Вас, одного из трех изобретателей транзистора...» Но был резко оборван мэтром: «Каких трех?! Изобрел только Я, Бардин и Браттейн — это точечный транзистор, который тут же и умер. А мой — живет и будет жить».