Уолтер Х. Шоттки - Walter H. Schottky

Уолтер Х. Шоттки
Родившийся	23 июля 1886 г. (1886-07-23) Цюрих, Швейцария
Умер	4 марта 1976 г. (1976-03-05) (89 лет) Pretzfeld, Западная Германия
Национальность	Немецкий
Альма-матер	Берлинский университет
Известен	Эффект Шоттки Барьер Шоттки Дефект Шоттки Аномалия Шоттки Экран-сетка вакуумная трубка Ленточный микрофон Ленточный динамик Теория автоэлектронной эмиссии Дробовой шум
Награды	Медаль Хьюза (1936) Кольцо Вернера фон Сименса (1964)
Научная карьера
Поля	Физик
Учреждения	Йенский университет Вюрцбургский университет Университет Ростока Исследовательские лаборатории Сименс
Тезис	Zur relativtheoretischen Energetik und Dynamik (1912)
Докторант	Макс Планк Генрих Рубенс
Известные студенты	Вернер Хартманн

Вальтер Ганс Шоттки (23 июля 1886 г. - 4 марта 1976 г.) был немецким физиком, сыгравшим важную раннюю роль в развитии теории явлений электронной и ионной эмиссии.^[1] изобрел сетка экрана вакуумная труба в 1915 г. во время работы на Сименс,^[2] соавтор ленточный микрофон и ленточный динамик вместе с доктором Эрвином Герлахом в 1924 г.^[3] а позже внесла значительный вклад в области полупроводниковых устройств, техническая физика и технологии.

Ранние годы

Отец Шоттки был математик Фридрих Герман Шоттки (1851–1935). У Шоттки была сестра и брат. Его отец был назначен профессором математики в Цюрихский университет в 1882 году, а Шоттки родился четыре года спустя. Затем семья вернулась в Германию в 1892 году, где его отец записался на прием в Марбургский университет.^{[нужна цитата ]}

Шоттки окончил гимназию Штеглица в г. Берлин в 1904 г. Он завершил Б.С. степень в физика, на Берлинский университет в 1908 г. и завершил кандидат наук по физике на Берлинский университет имени Гумбольдта в 1912 г., обучаясь у Макс Планк и Генрих Рубенс, с диссертацией под названием: Zur relativtheoretischen Energetik und Dynamik.

Карьера

Постдокторский период Шоттки прошел в Йенский университет (1912–14). Затем он читал лекции в Вюрцбургский университет (1919–23). Он стал профессором теоретической физики в Университет Ростока (1923–27). В течение двух значительных периодов времени Шоттки работал в исследовательских лабораториях Сименса (1914–19 и 1927–58).

Изобретений

В 1924 году Шоттки изобрел ленточный микрофон вместе с Эрвином Герлахом. Идея заключалась в том, что очень тонкая лента, подвешенная в магнитном поле, могла генерировать электрические сигналы. Это привело к изобретению ленточный динамик используя его в обратном порядке, но это было непрактично до тех пор, пока большой поток постоянные магниты стал доступен в конце 1930-х годов.^[3]

Основные научные достижения

Возможно, оглядываясь назад, самым важным научным достижением Шоттки было создание (в 1914 году) известной классической формулы, которая теперь написана

${\displaystyle E_{\rm {int}}(x)=-{\frac {q^{2}}{16\pi \epsilon _{0}{x}}}}$.

Это вычисляет энергию взаимодействия между точкой обвинять q и плоский металлическая поверхность, когда заряд находится на расстоянии Икс с поверхности. Из-за способа получения это взаимодействие называется «потенциальной энергией изображения» (image PE). Шоттки основывал свою работу на более ранних работах Лорд Кельвин относящиеся к изображению PE для сферы. Изображение Шоттки PE стало стандартным компонентом в простых моделях барьера для движения, M(Икс), испытываемые электроном при приближении к поверхности металла или металла -полупроводник интерфейс изнутри. (Этот M(Икс) - величина, которая появляется, когда одномерная одночастичная Уравнение Шредингера записывается в виде

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

Здесь, ${\displaystyle \hbar }$ является Постоянная Планка делится на 2π, и м это масса электрона.)

Изображение PE обычно сочетается с терминами, относящимися к прикладному электрическое поле F и на высоту час (при отсутствии какого-либо поля) преграды. Это приводит к следующему выражению для зависимости энергии барьера от расстояния Иксизмеряется от «электрической поверхности» металла в вакуум или в полупроводник:

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

Здесь, е это элементарный положительный заряд, ε₀ это электрическая постоянная и ε_р это относительная диэлектрическая проницаемость второй среды (= 1 для вакуум ). В случае переход металл – полупроводник, это называется Барьер Шоттки; в случае границы раздела металл-вакуум это иногда называют Барьер Шоттки – Нордхейма. Во многих контекстах час должен быть приравнен к местному рабочая функция φ.

Этот Барьер Шоттки – Нордхейма (Барьер сверхновой) сыграл важную роль в теориях термоэлектронная эмиссия и из полевая электронная эмиссия. Приложение поля вызывает снижение барьера и, следовательно, увеличивает ток эмиссии в термоэлектронная эмиссия. Это называется "Эффект Шоттки ", и результирующий режим эмиссии называется"Эмиссия Шоттки ".

В 1923 году Шоттки предположил (ошибочно), что экспериментальное явление тогда называлось автоэлектронной эмиссией, а теперь называется полевая электронная эмиссия в результате, когда барьер был сброшен до нуля. Фактически эффект обусловлен волново-механическое туннелирование, как показали Фаулер и Нордхайм в 1928 году. Барьер SN стал стандартной моделью туннельного барьера.

Позже, в контексте полупроводниковые приборы было высказано предположение, что аналогичный барьер должен существовать на стыке металла и полупроводника. Такие барьеры сейчас широко известны как Барьеры Шоттки, и к переносу электронов через них применяются соображения, аналогичные старым соображениям о том, как электроны испускаются из металла в вакуум. (В принципе, существует несколько режимов излучения для разных комбинаций поля и температуры. Различные режимы управляются разными приближенными формулами.)

Когда все поведение таких интерфейсов исследуется, обнаруживается, что они могут действовать (асимметрично) как особый вид электронного диода, который теперь называется электронным диодом. Диод Шоттки. В этом контексте переход металл-полупроводник известен как "Контакт Шоттки (выпрямляющий) ' ".

Вклад Шоттки в науку о поверхности / эмиссионную электронику и в теорию полупроводниковых устройств в настоящее время составляет значительную и всеобъемлющую часть фона для этих предметов. Можно было бы возразить, что - возможно, потому что они относятся к области технической физики - они не так широко признаны, как следовало бы.

Награды

Он был награжден Королевское общество с Медаль Хьюза в 1936 г. за открытие Эффект Шрота (самопроизвольные изменения тока в высоковакуумных газоразрядных трубках, названные им «эффектом Шрота», буквально «эффектом небольшого выстрела») в термоэлектронная эмиссия и его изобретение тетрода сетки экрана и супергетеродинный способ приема беспроводных сигналов.

В 1964 году он получил Кольцо Вернера фон Сименса отмечая его новаторскую работу по физическому пониманию многих явлений, которые привели к появлению многих важных технических устройств, в том числе ламповые усилители и полупроводники.

Полемика

Изобретение супергетеродина обычно приписывают Эдвин Армстронг. Однако Шоттки опубликовал статью в Труды IEEE это может указывать на то, что он изобрел и запатентовал нечто подобное в Германии в 1918 году.^[4]Француз Люсьен Леви подал иск раньше, чем Армстронг или Шоттки, и в конечном итоге его патент был признан в США и Германии.^[5]

• 1939: первый p – n переход

Наследие

Институт Уолтера Шоттки (Германия) была названа его именем. В Приз Вальтера Х. Шоттки назван в его честь.

Книги, написанные Шоттки

• Термодинамика, Юлиус Шпрингер, Берлин, Германия, 1929 год.
• Physik der Glühelektroden, Akademische Verlagsgesellschaft, Лейпциг, 1928 г.

Смотрите также

• Дефект Шоттки
• Эффект Шоттки

Рекомендации

1. Велкер, Генрих (Июнь 1976 г.). "Уолтер Шоттки". Физика сегодня. 29 (6): 63–64. Bibcode:1976ФТ .... 29ф..63Вт. Дои:10.1063/1.3023533.
2. Тейлорд, Леонард. "Вакуумные трубки". Университет Мэриленда. Получено 2 октября 2018.
3. "Исторически говоря". Мир Hi-Fi. Апрель 2008 г.. Получено 11 апреля 2012.
4. Шоттки, Уолтер (октябрь 1926 г.). «К вопросу о происхождении супергетеродинного метода». Труды IRE. 14 (5): 695–698. Дои:10.1109 / JRPROC.1926.221074. S2CID  51646766.
5. Клоостер, Джон В. (2009), Иконы изобретений: Создатели современного мира от Гутенберга до Гейтса, ABC-CLIO, стр. 414, г. ISBN  978-0-313-34743-6, получено 22 октября 2017

внешняя ссылка

• Уолтер Шоттки
• Биография Уолтера Х. Шоттки
• Институт Уолтера Шоттки
• Уолтер Х. Шоттки в Немецкая национальная библиотека каталог
• Райнхард В. Серчингер: Вальтер Шоттки - Atomtheoretiker und Elektrotechniker. Sein Leben und Werk bis ins Jahr 1941. Diepholz; Штутгарт; Берлин: GNT-Verlag, 2008.
• Математическая генеалогия Шоттки