Waltera H. Schottky'ego

Waltera H. Schottky'ego
Urodzić się	23 lipca 1886 ( 23.07.1886 ) Zurych , Szwajcaria
Zmarł	4 marca 1976 ( 05.03.1976 ) (w wieku 89) Pretzfeld , Niemcy Zachodnie
Narodowość	Niemiecki
Alma Mater	Uniwersytet Berliński
Znany z	Dioda Schottky'ego Efekt Schottky'ego Bariera Schottky'ego Defekt Schottky'ego Anomalia Schottky'ego Reguła Schottky'ego-Motta Równanie Motta-Schottky'ego Wykres Motta-Schottky'ego Zginanie pasma Ekran-siatka rura próżniowa Mikrofon wstęgowy Głośnik wstęgowy Teoria emisji pola Szum wystrzałowy Jony ciała stałego Symetryczne w czasie interpretacje mechaniki kwantowej
Nagrody	Medal Hughesa (1936) Pierścień Wernera von Siemensa (1964)
Kariera naukowa
Pola	Fizyk
Instytucje	Uniwersytet w Jenie Uniwersytet w Würzburgu Uniwersytet w Rostoku Siemens Research Laboratories
Praca dyplomowa	Zur relativtheoretischen Energetik und Dynamik (1912)
Doradca doktorski	Maksa Plancka Heinricha Rubensa
Znani studenci	Wernera Hartmanna

Walter Hans Schottky (23 lipca 1886 - 4 marca 1976) był niemieckim fizykiem, który odegrał główną rolę w rozwoju teorii zjawisk emisji elektronów i jonów, wynalazł rurę próżniową z siatką ekranową w 1915 roku podczas pracy w firmie Siemens , współ-wynalazł mikrofon wstęgowy i głośnik wstęgowy wraz z dr Erwinem Gerlachem w 1924 r., a później wnieśli wiele znaczących wkładów w dziedzinie urządzeń półprzewodnikowych, fizyki technicznej i technologii.

Wczesne życie

Ojcem Schottky'ego był matematyk Friedrich Hermann Schottky (1851–1935). Schottky miał jedną siostrę i jednego brata. Jego ojciec został mianowany profesorem matematyki na Uniwersytecie w Zurychu w 1882 roku, a Schottky urodził się cztery lata później. Następnie rodzina przeniosła się z powrotem do Niemiec w 1892 roku, gdzie jego ojciec podjął pracę na Uniwersytecie w Marburgu .

Schottky ukończył Gimnazjum Steglitz w Berlinie w 1904 roku. Ukończył licencjat z fizyki na Uniwersytecie Berlińskim w 1908 roku, a doktorat z fizyki uzyskał na Uniwersytecie Humboldta w Berlinie w 1912 roku, studiując pod kierunkiem Maxa Plancka i Heinricha Rubensa , z tezą zatytułowaną: Zur relativtheoretischen Energetik und Dynamik (tłumaczy się jako O relatywno-teoretycznej energetyce i dynamice ).

Kariera

Okres habilitacyjny Schottky'ego spędził na Uniwersytecie w Jenie (1912–14). Następnie wykładał na Uniwersytecie w Würzburgu (1919–23). Został profesorem fizyki teoretycznej na Uniwersytecie w Rostoku (1923–27). Przez dwa znaczące okresy Schottky pracował w laboratoriach Siemens Research (1914–1919 i 1927–58).

wynalazki

W 1924 roku Schottky wraz z Erwinem Gerlachem wynalazł mikrofon wstęgowy . Pomysł polegał na tym, że bardzo cienka wstęga zawieszona w polu magnetycznym może generować sygnały elektryczne. Doprowadziło to do wynalezienia głośnika wstęgowego poprzez użycie go w odwrotnej kolejności, ale nie było to praktyczne, dopóki magnesy trwałe o dużym strumieniu nie stały się dostępne pod koniec lat trzydziestych XX wieku.

Ważniejsze osiągnięcia naukowe

W 1914 roku Schottky opracował dobrze znaną klasyczną formułę, zapisaną tutaj jako

${\ Displaystyle E _ {\ rm {int}} (x) = - {\ Frac {q ^ {2}} {16 \ pi \ epsilon _ {0 }{x}}}}$ .

Oblicza to energię interakcji między ładunkiem punktowym q a płaską powierzchnią metalu, gdy ładunek znajduje się w odległości x od powierzchni. Ze względu na metodę jej wyprowadzenia oddziaływanie to nazywane jest „energią potencjalną obrazu” (obraz PE). Schottky oparł swoją pracę na wcześniejszej pracy Lorda Kelvina dotyczącej obrazu PE dla kuli. Obraz PE Schottky'ego stał się standardowym elementem prostych modeli bariery ruchu M ( x ), doświadczanej przez elektron zbliżający się do metalowej powierzchni lub metal- półprzewodnikowy od wewnątrz. (To M ( x ) jest wielkością, która pojawia się, gdy jednowymiarowe, jednocząsteczkowe równanie Schrödingera jest zapisane w postaci

${\ Displaystyle {\ Frac {d ^ {2}} {dx ^ {2}}} \ Psi (x) = {\ Frac {2m} {\ hbar ^ {2}}} M (x) \ Psi (x ).}$

Tutaj ${\ displaystyle \ hbar}$ to stała Plancka podzielona przez 2 π, a m to masa elektronu .)

Obraz PE jest zwykle łączony z terminami odnoszącymi się do przyłożonego pola elektrycznego F i wysokości h (w przypadku braku pola) bariery. Prowadzi to do następującego wyrażenia na zależność energii bariery od odległości x mierzonej od „powierzchni elektrycznej” metalu do próżni lub do półprzewodnika :

${\ Displaystyle M (x) = \; h-eFx-e ^ {2}/4 \ pi \ epsilon _ {0} \ epsilon _ {r} x \;.}$

₀ Tutaj e to elementarny ładunek dodatni , ε to stała elektryczna , a ε _r to względna przenikalność drugiego ośrodka (=1 dla próżni ). W przypadku złącza metal-półprzewodnik nazywa się to barierą Schottky'ego ; w przypadku granicy faz metal-próżnia jest to czasami nazywane barierą Schottky'ego – Nordheima . W wielu kontekstach h należy przyjąć jako równą lokalnej funkcji pracy φ .

Ta bariera Schottky'ego-Nordheima (bariera SN) odegrała ważną rolę w teoriach emisji termojonowej i polowej emisji elektronów . Przyłożenie pola powoduje obniżenie bariery, a tym samym zwiększenie prądu emisji w emisji termionowej . Nazywa się to „ efektem Schottky'ego ”, a wynikający z tego reżim emisji nazywany jest „ emisją Schottky'ego ”.

W 1923 roku Schottky zasugerował (błędnie), że zjawisko eksperymentalne zwane wówczas emisją autoelektroniczną, a obecnie nazywaną emisją elektronów polowych, powstaje, gdy bariera zostaje obniżona do zera. W rzeczywistości efekt ten wynika z falowo-mechanicznego tunelowania , jak wykazali Fowler i Nordheim w 1928 r. Jednak bariera SN stała się teraz standardowym modelem bariery tunelowej.

Później, w kontekście urządzeń półprzewodnikowych , sugerowano, że podobna bariera powinna istnieć na styku metalu i półprzewodnika. Takie bariery są obecnie powszechnie znane jako bariery Schottky'ego , a rozważania dotyczą przenoszenia elektronów przez nie, które są analogiczne do starszych rozważań na temat emitowania elektronów z metalu do próżni. (Zasadniczo istnieje kilka reżimów emisji dla różnych kombinacji pola i temperatury. Różne reżimy są regulowane przez różne przybliżone wzory).

Gdy zbada się całe zachowanie takich interfejsów, okaże się, że mogą one działać (asymetrycznie) jak specjalna forma diody elektronicznej, zwanej obecnie diodą Schottky'ego . W tym kontekście złącze metal-półprzewodnik jest znane jako „ styk Schottky'ego (prostujący) ”.

Wkład Schottky'ego w naukę o powierzchni / emisję elektroniczną oraz w teorię urządzeń półprzewodnikowych stanowi obecnie znaczącą i wszechobecną część tła tych tematów. Można by argumentować, że – być może dlatego, że należą do dziedziny fizyki technicznej – nie są one tak powszechnie rozpoznawane, jak powinny.

Nagrody

został odznaczony medalem Hughesa Towarzystwa Królewskiego za odkrycie efektu Schrota (spontaniczne zmiany prądu w lampach wyładowczych o wysokiej próżni, nazwane przez niego „efektem Schrota”: dosłownie „efekt małego strzału”) w termionie emisja i jego wynalezienie tetrody z siatką ekranową i superheterodynowej metody odbierania sygnałów bezprzewodowych.

W 1964 roku otrzymał Pierścień Wernera von Siemensa w uznaniu jego przełomowej pracy nad fizycznym zrozumieniem wielu zjawisk, które doprowadziły do ​​powstania wielu ważnych urządzeń technicznych, między innymi wzmacniaczy lampowych i półprzewodników .

Spór

Wynalazek superheterodyny jest zwykle przypisywany Edwinowi Armstrongowi . Jednak Schottky opublikował artykuł w Proceedings of the IEEE , który może wskazywać, że wynalazł i opatentował coś podobnego w Niemczech w 1918 roku. Francuz Lucien Lévy złożył wniosek wcześniej niż Armstrong czy Schottky i ostatecznie jego patent został uznany w USA i Niemcy.

• 1939: pierwsze złącze p-n

Dziedzictwo

Jego imieniem nazwano Instytut Waltera Schottky'ego zajmujący się badaniami nad półprzewodnikami oraz Nagroda im. Waltera Schottky'ego .

Książki napisane przez Schottky'ego

• Termodynamik , Julius Springer, Berlin, Niemcy, 1929.
• Physik der Glühelektroden , Akademische Verlagsgesellschaft , Lipsk, 1928.

Zobacz też

• Tranzystor Schottky'ego
• Ogniwo słoneczne ze złączem Schottky'ego
• Tranzystor z barierą powierzchniową

Linki zewnętrzne

• Waltera Schottky'ego
• Biografia Waltera H. Schottky'ego
• Instytut Waltera Schottky'ego
• Walter H. Schottky w katalogu Niemieckiej Biblioteki Narodowej
• Reinhard W. Serchinger: Walter Schottky – Atomtheoretiker und Elektrotechniker. Sein Leben und Werk bis ins Jahr 1941. Diepholz; Stuttgart; Berlin: GNT-Verlag, 2008.
• Genealogia matematyczna Schottky'ego