Walter H. Schottky - Walter H. Schottky
Walter H. Schottky | |
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Née | 23 juillet 1886 |
Décédés | 4 mars 1976 (89 ans) |
Nationalité | Allemand |
mère nourricière | Université de Berlin |
Connu pour |
Diode Schottky Effet Schottky Barrière de Schottky Défaut de Schottky Anomalie de Schottky Règle de Schottky–Mott Équation de Mott–Schottky Diagramme de Mott–Schottky Tube à vide à grille Microphone à ruban Haut - parleur à ruban Théorie de l'émission de champ Bruit de grenaille Ionique à l'état solide Interprétations à symétrie temporelle de la mécanique quantique |
Récompenses |
Médaille Hughes (1936) Werner von Siemens Ring (1964) |
Carrière scientifique | |
Des champs | Physicien |
Établissements |
Université d'Iéna Université de Wurtzbourg Université de Rostock Laboratoires de recherche Siemens |
Thèse | Zur relativtheoretischen Energetik und Dynamik (1912) |
Conseiller de doctorat |
Max Planck Heinrich Rubens |
Étudiants notables | Werner Hartmann |
Walter Hans Schottky (23 juillet 1886 - 4 mars 1976) était un physicien allemand qui a joué un rôle majeur dans le développement de la théorie des phénomènes d'émission d'électrons et d'ions, a inventé le tube à vide à grille-écran en 1915 tout en travaillant chez Siemens , co-inventé le microphone à ruban et le haut-parleur à ruban avec le Dr Erwin Gerlach en 1924 et plus tard ont apporté de nombreuses contributions importantes dans les domaines des dispositifs à semi-conducteurs, de la physique technique et de la technologie.
Début de la vie
Le père de Schottky était le mathématicien Friedrich Hermann Schottky (1851-1935). Schottky avait une sœur et un frère. Son père a été nommé professeur de mathématiques à l' Université de Zurich en 1882, et Schottky est né quatre ans plus tard. La famille retourne ensuite en Allemagne en 1892, où son père prend un poste à l' université de Marburg .
Schottky est diplômé du Steglitz Gymnasium de Berlin en 1904. Il a obtenu sa licence en physique à l' Université de Berlin en 1908, et il a obtenu son doctorat en physique à l' Université Humboldt de Berlin en 1912, étudiant auprès de Max Planck et Heinrich Rubens. , avec une thèse intitulée : Zur relativtheoretischen Energetik und Dynamik (traduit par About Relative-Theoretical Energetics and Dynamics ).
Carrière
La période postdoctorale de Schottky a été passée à l' Université d'Iéna (1912-1914). Il a ensuite enseigné à l' Université de Wurtzbourg (1919-1923). Il est devenu professeur de physique théorique à l' Université de Rostock (1923-1927). Pendant deux périodes considérables, Schottky a travaillé dans les laboratoires de recherche Siemens (1914-19 et 1927-1958).
inventions
En 1924, Schottky a co-inventé le microphone à ruban avec Erwin Gerlach. L'idée était qu'un ruban très fin suspendu dans un champ magnétique pouvait générer des signaux électriques. Cela a conduit à l'invention du haut-parleur à ruban en l'utilisant dans l'ordre inverse, mais ce n'était pas pratique jusqu'à ce que des aimants permanents à haut flux soient disponibles à la fin des années 1930.
Des réalisations scientifiques majeures
Peut-être, rétrospectivement, la réalisation scientifique la plus importante de Schottky fut de développer (en 1914) la formule classique bien connue, maintenant écrite
- .
Celui-ci calcule l'énergie d'interaction entre une charge ponctuelle q et une surface métallique plane, lorsque la charge est à une distance x de la surface. En raison de la méthode de sa dérivation, cette interaction est appelée « énergie potentielle image » (image PE). Schottky a basé son travail sur des travaux antérieurs de Lord Kelvin concernant l'image PE pour une sphère. L'image PE de Schottky est devenue un composant standard dans les modèles simples de la barrière au mouvement, M ( x ), subie par un électron lorsqu'il s'approche de l'intérieur d' une surface métallique ou d'une interface métal- semiconducteur . (Ce M ( x ) est la quantité qui apparaît lorsque l' équation de Schrödinger à une dimension et à une particule est écrite sous la forme
Ici, est la constante de Planck divisée par 2π, et m est la masse de l' électron .)
L'image PE est généralement associée à des termes relatifs à un champ électrique appliqué F et à la hauteur h (en l'absence de champ) de la barrière. Cela conduit à l'expression suivante pour la dépendance de l'énergie de barrière à la distance x , mesurée à partir de la "surface électrique" du métal, dans le vide ou dans le semi - conducteur :
Ici, e est la charge positive élémentaire , ε 0 est la constante électrique et ε r est la permittivité relative du deuxième milieu (= 1 pour le vide ). Dans le cas d'une jonction métal-semi-conducteur , c'est ce qu'on appelle une barrière de Schottky ; dans le cas de l'interface métal-vide, on parle parfois de barrière Schottky-Nordheim . Dans de nombreux contextes, h doit être pris égal à la fonction de travail locale φ .
Cette barrière Schottky-Nordheim ( barrière SN) a joué un rôle important dans les théories de l'émission thermoionique et de l'émission électronique de champ . L'application du champ provoque l'abaissement de la barrière, et améliore ainsi le courant d'émission en émission thermionique . C'est ce qu'on appelle « l' effet Schottky », et le régime d'émission qui en résulte est appelé « émission Schottky ».
En 1923, Schottky suggéra (à tort) que le phénomène expérimental alors appelé émission autoélectronique et maintenant appelé émission d'électrons de champ se produisait lorsque la barrière était abaissée à zéro. En fait, l'effet est dû à l'effet tunnel mécanique des vagues , comme l'ont montré Fowler et Nordheim en 1928. Mais la barrière SN est maintenant devenue le modèle standard pour la barrière tunnel.
Plus tard, dans le contexte des dispositifs à semi - conducteurs , il a été suggéré qu'une barrière similaire devrait exister à la jonction d'un métal et d'un semi-conducteur. De telles barrières sont maintenant largement connues sous le nom de barrières Schottky , et des considérations s'appliquent au transfert d'électrons à travers elles qui sont analogues aux considérations plus anciennes sur la façon dont les électrons sont émis d'un métal dans le vide. (Fondamentalement, plusieurs régimes d'émission existent, pour différentes combinaisons de champ et de température. Les différents régimes sont régis par différentes formules approximatives.)
Lorsque l'ensemble du comportement de ces interfaces est examiné, on constate qu'elles peuvent agir (de manière asymétrique) comme une forme spéciale de diode électronique, maintenant appelée diode Schottky . Dans ce contexte, la jonction métal-semi-conducteur est connue sous le nom de « contact Schottky (rectifiant) ».
Les contributions de Schottky à la science des surfaces/électronique d'émission et à la théorie des dispositifs semi-conducteurs constituent désormais une partie importante et omniprésente de l'arrière-plan de ces sujets. On pourrait peut-être soutenir que – peut-être parce qu'ils relèvent du domaine de la physique technique – ils ne sont généralement pas aussi bien reconnus qu'ils devraient l'être.
Récompenses
Il a reçu la Société royale de médaille Hughes en 1936 pour sa découverte de l' effet Schrot (les variations de courant spontanées dans des tubes à décharge à haute vide, appelé par lui « l' effet Schrot »: littéralement, le « petit effet shot ») dans thermionic émission et son invention de la tétrode écran-grille et un superhétérodyne procédé de réception de signaux sans fil.
En 1964, il a reçu le Werner von Siemens Ring en l' honneur de ses travaux révolutionnaires sur la compréhension physique de nombreux phénomènes qui ont conduit à de nombreux appareils techniques importants, parmi lesquels les amplificateurs à tubes et les semi - conducteurs .
Controverse
L'invention du superhétérodyne est généralement attribuée à Edwin Armstrong . Cependant, Schottky a publié un article dans les Actes de l'IEEE qui peut indiquer qu'il avait inventé et breveté quelque chose de similaire en Allemagne en 1918. Le Français Lucien Lévy avait déposé une réclamation avant Armstrong ou Schottky, et finalement son brevet a été reconnu dans le États-Unis et Allemagne.
- 1939 : première jonction p–n
Héritage
L' Institut Walter Schottky pour la recherche sur les semi-conducteurs et le Prix Walter Schottky portent son nom.
Livres écrits par Schottky
- Thermodynamique , Julius Springer, Berlin, Allemagne, 1929.
- Physik der Glühelektroden , Akademische Verlagsgesellschaft, Leipzig, 1928.
Voir également
Les références
Liens externes
- Walter Schottky
- Biographie de Walter H. Schottky
- Institut Walter Schottky
- Walter H. Schottky dans le catalogue de la Bibliothèque nationale allemande
- Reinhard W. Serchinger : Walter Schottky – Atomtheoretiker und Elektrotechniker. Sein Leben und Werk bis ins Jahr 1941. Diepholz; Stuttgart ; Berlin : GNT-Verlag, 2008.
- La généalogie mathématique de Schottky