Walter H. Schottky - Walter H. Schottky
Walter H. Schottky | |
---|---|
![]() | |
narozený | 23. července 1886 |
Zemřel | 4. března 1976 | (ve věku 89)
Národnost | Němec |
Alma mater | Univerzita v Berlíně |
Známý jako | Schottkyho efekt Schottkyho bariéra Schottkyho vada Schottkyho anomálie Síťová vakuová trubice Páskový mikrofon Páskový reproduktor Teorie emise pole Hluk výstřelu |
Ocenění | Hughesova medaile (1936) Werner von Siemens Ring (1964) |
Vědecká kariéra | |
Pole | Fyzik |
Instituce | Univerzita v Jeně Univerzita ve Würzburgu University of Rostock Výzkumné laboratoře společnosti Siemens |
Teze | Zur relativtheoretischen Energetik und Dynamik (1912) |
Doktorský poradce | Max Planck ![]() Heinrich Rubens |
Pozoruhodné studenty | Werner Hartmann |
Walter Hans Schottky (23. července 1886 - 4. března 1976) byl německý fyzik, který se významně podílel na vývoji teorie emise elektronů a iontů,[1] vynalezl mřížka obrazovky elektronka v roce 1915 při práci v Siemens,[2] co-vynalezl páskový mikrofon a pásový reproduktor spolu s Dr. Erwinem Gerlachem v roce 1924[3] a později významně přispěl v oblasti polovodičových součástek, technická fyzika a technologie.
Časný život
Schottkyho otec byl matematik Friedrich Hermann Schottky (1851–1935). Schottky měl jednu sestru a jednoho bratra. Jeho otec byl jmenován profesorem matematiky na University of Zurich v roce 1882 a Schottky se narodil o čtyři roky později. Rodina se poté přestěhovala zpět do Německa v roce 1892, kde se jeho otec ujal schůzky v University of Marburg.[Citace je zapotřebí ]
Schottky vystudoval Steglitzovo gymnázium v Berlíně Berlín v roce 1904. Dokončil své B.S. stupeň v fyzika, na Univerzita v Berlíně v roce 1908, a on dokončil jeho PhD ve fyzice na Humboldtova univerzita v Berlíně v roce 1912 studoval pod Max Planck a Heinrich Rubens, s prací nazvanou: Zur relativtheoretischen Energetik und Dynamik.
Kariéra
Schottkyho postdoktorské období bylo stráveno v Univerzita v Jeně (1912–14). Poté přednášel na Univerzita ve Würzburgu (1919–1923). Stal se profesorem teoretické fyziky na VŠE University of Rostock (1923–27). Po dvě značná období Schottky pracoval ve výzkumných laboratořích společnosti Siemens (1914–19 a 1927–58).
Vynálezy
V roce 1924 Schottky společně vynalezl páskový mikrofon spolu s Erwinem Gerlachem. Myšlenka byla, že velmi jemná páska zavěšená v magnetickém poli může generovat elektrické signály. To vedlo k vynálezu pásový reproduktor použitím v opačném pořadí, ale nebylo to praktické až do vysokého toku permanentní magnety byly k dispozici na konci 30. let.[3]
Hlavní vědecké úspěchy
Je možné, že retrospektivně Schottkyho nejdůležitějším vědeckým počinem bylo vyvinout (v roce 1914) známý klasický vzorec, nyní napsaný
- .
Tím se vypočítá interakční energie mezi bodem nabít q a a byt kovový povrch, když je náboj na dálku X z povrchu. Díky způsobu jeho odvození se tato interakce nazývá „potenciální energie obrazu“ (obraz PE). Schottky založil svou práci na dřívější práci Lord Kelvin týkající se obrazu PE pro kouli. Schottkyho obraz PE se stal standardní součástí jednoduchých modelů bariéry pohybu, M(X), který zažil elektron při přiblížení se ke kovovému povrchu nebo kovu -polovodič rozhraní zevnitř. (Tento M(X) je veličina, která se objeví, když jednorozměrná, jednočástice, Schrödingerova rovnice je napsán ve formě
Tady, je Planckova konstanta děleno 2π a m je elektronová hmotnost.)
Obraz PE se obvykle kombinuje s pojmy vztahujícími se k použitému elektrické pole F a do výšky h (při absenci jakéhokoli pole) bariéry. To vede k následujícímu výrazu pro závislost energie bariéry na vzdálenosti X, měřeno od "elektrického povrchu" kovu, do vakuum nebo do polovodič:
Tady, E je základní kladný náboj, ε0 je elektrická konstanta a εr je relativní permitivita druhého média (= 1 pro vakuum ). V případě a spojení kov-polovodič, tomu se říká a Schottkyho bariéra; v případě rozhraní kov-vakuum se tomu někdy říká a Schottky – Nordheimova bariéra. V mnoha kontextech h je třeba brát stejně jako místní pracovní funkce φ.
Tento Schottky – Nordheimova bariéra (Bariéra SN) hrála důležitou roli v teoriích termionická emise a ze dne emise elektronů v poli. Aplikování pole způsobí snížení bariéry, a tím zvýší emisní proud v termionická emise. Tomu se říká „Schottkyho efekt „a výsledný emisní režim se nazývá“Schottkyho emise ".
V roce 1923 Schottky navrhl (nesprávně), že experimentální jev se tehdy nazýval autoelektronická emise a nyní se nazývá emise elektronů v poli vzniklo, když byla bariéra stažena na nulu. Ve skutečnosti je účinek způsoben vlnové mechanické tunelování, jak ukazují Fowler a Nordheim v roce 1928. Ale SN bariéra se nyní stal standardním modelem tunelovací bariéry.
Později, v kontextu polovodičová zařízení, bylo navrženo, že podobná bariéra by měla existovat na křižovatce kovu a polovodiče. Tyto bariéry jsou nyní obecně známé jako Schottkyho bariéry a na přenos elektronů přes ně se vztahují úvahy, které jsou analogické se staršími úvahami o tom, jak jsou elektrony emitovány z kovu do vakua. (V zásadě existuje několik emisních režimů pro různé kombinace pole a teploty. Různé režimy se řídí různými přibližnými vzorci.)
Když je zkoumáno celé chování takových rozhraní, bylo zjištěno, že mohou fungovat (asymetricky) jako speciální forma elektronické diody, nyní nazývané Schottkyho dioda. V této souvislosti je spojení kov - polovodič známé jako „Schottkyho (opravný) kontakt ' ".
Schottkyho příspěvky v povrchové vědě / emisní elektronice a v teorii polovodičových součástek nyní tvoří významnou a všudypřítomnou součást pozadí těchto předmětů. Dalo by se tvrdit, že - možná proto, že se nacházejí v oblasti technické fyziky - nejsou tak obecně dobře uznávaní, jak by měli být.
Ocenění
Byl oceněn královská společnost je Hughesova medaile v roce 1936 za objev Schrotův efekt (spontánní kolísání proudu ve výbojkách s vysokým vakuem, nazývané jím „Schrotův efekt“: doslovně, „efekt malého výstřelu“) v termionická emise a jeho vynález tetrodové mřížky obrazovky a superheterodyn způsob příjmu bezdrátových signálů.
V roce 1964 obdržel Werner von Siemens Ring ocenil jeho průlomovou práci na fyzickém porozumění mnoha jevům, které vedly k mnoha důležitým technickým zařízením, mezi nimi elektronkové zesilovače a polovodiče.
Kontroverze
Vynález superheterodynu se obvykle připisuje Edwin Armstrong. Schottky však zveřejnil článek v Sborník IEEE to může naznačovat, že v Německu v roce 1918 vynalezl a patentoval něco podobného.[4]Francouz Lucien Lévy podal žalobu dříve než Armstrong nebo Schottky, a nakonec byl jeho patent uznán v USA a Německu.[5]
- 1939: první p – n spojení
Dědictví
Walter Schottky Institute (Německo) byl pojmenován po něm. The Cena Waltera H. Schottkyho je pojmenován po něm.
Knihy napsané Schottky
- Thermodynamik, Julius Springer, Berlín, Německo, 1929.
- Physik der Glühelektroden, Akademische Verlagsgesellschaft, Leipzig, 1928.
Viz také
Reference
- ^ Welker, Heinrich (Červen 1976). „Walter Schottky“. Fyzika dnes. 29 (6): 63–64. Bibcode:1976PhT .... 29f..63W. doi:10.1063/1.3023533.
- ^ Taylord, Leonard. "Vakuové trubky". University of Maryland. Citováno 2. října 2018.
- ^ A b „Historicky mluvící“. Hifi svět. Dubna 2008. Citováno 11. dubna 2012.
- ^ Schottky, Walter (říjen 1926). „O původu superheterodynové metody“. Sborník IRE. 14 (5): 695–698. doi:10.1109 / JRPROC.1926.221074. S2CID 51646766.
- ^ Klooster, John W. (2009), Ikony vynálezu: Tvůrci moderního světa od Gutenberga po Gatesa, ABC-CLIO, s. 414, ISBN 978-0-313-34743-6, vyvoláno 22. října 2017
externí odkazy
- Walter Schottky
- Životopis Waltera H. Schottkyho
- Walter Schottky Institut
- Walter H. Schottky v Německá národní knihovna katalog
- Reinhard W. Serchinger: Walter Schottky - Atomtheoretiker und Elektrotechniker. Sein Leben und Werk bis ins Jahr 1941. Diepholz; Stuttgart; Berlin: GNT-Verlag, 2008.
- Schottkyho matematická genealogie