Svarbiausieji šimtmečio išradimai

Tranzistorius

   Žmonijos istoriją įprasta dalinti į periodus, pavadintus svarbiausiosios to laiko technologinės medžiagos vardu. Turime akmens, bronzos ir geležies amžius. Sekant šia tradicija, XX amžiui, o ypač jo antrajai pusei labiausiai tiktų silicio amžiaus vardas. Be šio, antrojo pagal paplitimą Žemėje elemento nebūtų nei elektronikos, nei kompiuterių, nei šiuolaikinių ryšių priemonių.

   Silicis ir kiti puslaidininkiai buvo žinomi dar XIX amžiuje, bet mažai ką domino. Inžinierius ypač erzino tai, kad šių medžiagų savybės labai priklausė nuo jose esačių priemaišų. Daugiausiai dėl to buvo visuotinai manoma, kad tokių įnoringų medžiagų niekuomet nepavyks kur nors panaudoti. Bet 1940 m. viskas pakrypo kita linkme. Amerikiečių Bello Laboratorijos chemikas R.Ohlis bandydamas sukurti radarui skirtą mikrobangų detektorių netyčia pastebėjo, kad tarp dviejų skirtingai priemaišomis užterštų silicio gabalo dalių, įjungus ant stalo stovėjusią lempą atsirado elektros įtampa. Šitaip buvo atrastas svarbiausias puslaidininkinių prietaisų elementas - vadinamoji p-n sandūra ir pirmasis šią sandūrą naudojantis prietaisas - saulės elementas.

   Tranzistoriaus išradėjaiTai, jog puslaidininkiniai prietaisai gimė Bello Laboratorijose, o ne kur kitur, nieko neturėtų stebinti: ta mokslo įstaiga ir tuomet, ir dabar yra ko gero pati stipriausia pasaulyje. Todėl ir atradimo svarba čia buvo įvertinta kaip niekur kitur. Iškart puslaidininkių tyrimams buvo mesta daugiau jėgų ir, ėmusis ypatingų slaptumo priemonių, buvo stengiamasi sukurti iš jų prietaisą, galintį stiprinti elektros signalus. Toks prietaisas - tranzistorius atsirado 1947 m. gruodžio 16 d. po vieno sėkmingo Johno Bardeeno ir Williamo Brataino bandymo. Tas atradimas buvo gana atsitiktinis; abu ruošėsi patikrinti visai kitą hipotezę, bet netyčia prijungė prie kristalo vielytes taip, kad kristalas ėmė stiprinti juo tekančią elektros srovę.

   Grupei vadovavęs firmos "vunderkindas" Williamas Shockley buvo kiek nusivylęs, jog pats svarbiausias atradimas buvo padarytas jam nedalyvaujant. Panašioje situacijoje atsidūręs vienas nailono pluošto autorių W.Carothers galiausiai nusižudė. Shockley reakcija buvo kitokia: jis visiškai užsidarė savo kabinete ir iš jo išėjo tik po mėnesio, kuomet galėjo pasauliui parodyti pirmą išsamią tranzistoriaus teoriją.

   Tuo W.Shockley nuopelnai puslaidininkiams ir žmonijos pažangai, apskritai, nesibaigia. 1956 metais, po to, kai jam ir abiems paminėtiems bendradarbiams už tranzistoriaus sukūrimą buvo įteikta Nobelio premija, Shockley grįžta į gimtąją Kaliforniją ir čia įkuria firmą, turėjusią gaminti puslaidininkinius prietaisus. Tiesa, verslininkas jis pasirodo besąs ne labai geras; firma galiausiai bankrutuoja, bet iš jos pabėgę jauni inžinieriai kaimynystėje prikuria naujų nedidelių puslaidininkių gamybos kompanijų. Taip atsirado garsusis Silicio Slėnys (Silicon Valley), jau keturiasdešimtį metų diktuojantis pasauliui naujų technologijų madas. Tūkstančiuose šio, mūsiškai tariant, "Mokslo parko" firmų yra bandomos pačios ekzotiškiausios idėjos; jis kaip magnetas traukia jaunus mokslinius talentus iš viso pasaulio. Dabar ten įsikūrė ir keletas buvusių vilniškio Puslaidininkių fizikos instituto doktorantų.

   Pradžioje tranzistorių gamyba reikalavo daug rankų darbo, o juos rinkdavo daugiausiai moterys. Pasitaikydavo gana kurioziškų istorijų. Kai "Philips" ėmė gaminti tranzistorius Eindhovene, jai vis trūkdavo darbuotuojų. Olandės moterys dirbdavo tik tol, kol ištekėdavo, taigi darbdaviui tekdavo ieškoti vis naujų surinkėjų. Merginos čia paprasčiausiai nėjo, nes dirbti gamykloje buvo neprestižiška. "Philips" išsisuko pavadinusi savąją įmonę "Tranzistorių atelje". Atelje dirbti norėjo visos, todėl nuo tol kompanijai darbuotojų jau netrūko.

   Tuo tarpu Silicio Slėnyje gimdavo vis naujos idėjos. Apie 1960 m. pradėta viename silicio kristale gaminti ne po vieną, o po kelis tranzistorius, ten pat sukuriant ir kitus elektronikos schemos komponentus: varžus, kondensatorius, induktyvumus. Nuo tol tokioje "integrinėje schemoje" esančių komponentų skaičius kas 1,5 metų vis padvigubėja. Tokią tendenciją dar 1965 m. prognozavo vienas iš Shockley mokinių Gordonas Moore'as; šis "Moore dėsnis" tapo savotišku pasaulio mikroelektronikos pramonės "penkmečio planu". Kiekviena kompanija žino tai, jog, jei ji nesugebės laiku pradėti gaminti sudėtingesnių integrinių schemų, tai ją tikrai aplenks konkurentai.

   Tranzistoriai1969 m. viena mažytė Slėnio firma, vadinama "Intel", gavo užsakymą iš Japonijos sukurti integrinę schemą, skirtą kalkuliatoriams. Kai po poros metų schema buvo sukurta, "Intel" pamatė, kad ji verta daug daugiau nei 40 tūkst. dolerių kontrakto ir pabandė atsipirkti teises į savąjį kūrinį. Japonai greitai sutiko, nes taip ir nesugalvojo, kur savo kalkuliatoriuose galėtų panaudoti tokią sudėtingą mikroschemą. "Intel 4004" pavadintas pirmasis mikroprocesorius atstojo ištisą kompiuterį. Būtent tam jis po poros metų ir buvo pradėtas naudoti. Taip prasidėjo kompiuterių revoliucija.

   Po tranzistoriaus išradimo daugiau panašių mokslo viršūnių W.Shockley'ui pasiekti nebepavyko. Nepaisant to, jis pagarsėjo kaip vienas iš geriausiai apie save manančių mokslininkų. Senatvėje jis metėsi į genetiką, aiškino, jog juodaodžiai yra žemesnės rasės už baltuosius, įsteigė panašių į save genijų spermos banką ir netgi nesėkmingai balotiravosi į JAV Senatą. Ši jo veikla sukėlė daugybę visuomenės protestų. Bet istorijoje W.Shockley visvien liks svarbiausiu iš tranzistorių sukūrusių mokslininkų. Be šio prietaiso negalima įsivaizduoti šiuolaikinės technikos; vien dabartiniame "Pentium Pro" mikroprocesorių jų yra virš 7 milijonų.

Atgal Pirmyn


Mokslo įdomybės