Уолтер Х. Шоттки

редактировать
Немецкий физик

Вальтер Х. Шоттки
Вальтер Герман Шоттки (1886-1976).jpg
Родился23 июля 1886 г. (1886- 07-23). Цюрих, Швейцария
Умер4 марта 1976 (1976-03-05) (89 лет). Претцфельд, Западная Германия
НациональностьНемец
Alma materБерлинский университет
Известенэффектом Шоттки. барьером Шоттки. дефектом Шоттки. аномалией Шоттки. Вакуумная трубка с сетчатым экраном. Ленточный микрофон. Ленточный громкоговоритель. Теория автоэлектронной эмиссии. Дробовой шум
НаградыМедаль Хьюза (1936). Вернер фон Сименс Ринг (1964)
Научная карьера
ОбластиФизик
УчрежденияЙенский университет. Вюрцбургский университет. Ростокский университет. Сименс Исследовательские лаборатории
Диссертация Zur relativtheoretischen Energetik und Dynamik (1912)
Докторант Макс Планк Нобелевская медаль.svg . Генрих Рубенс
Известные студентыВернер Хартманн

Вальтер Ганс Ш Оттки (23 июля 1886 - 4 марта 1976), немецкий физик, сыгравший важную раннюю роль в развитии теории явлений электронной и ионной эмиссии, изобрел вакуумную трубку screen-grid в 1915 году, работая в Siemens, вместе с доктором Эрвином Герлахом в 1924 году изобрел ленточный микрофон и ленточный громкоговоритель вклад в области полупроводниковых приборов, технической физики и технологий.

Содержание

  • 1 Ранняя жизнь
  • 2 Карьера
  • 3 Изобретения
  • 4 Основные научные достижения
  • 5 Награды
  • 6 Противоречие
  • 7 Наследие
  • 8 Книги, написанные Шоттки
  • 9 См. Также
  • 10 Ссылки
  • 11 Внешние ссылки

Ранние годы

Отцом Шоттки был математик Фридрих Герман Шоттки (1851–1851 гг. 1935 г.). У Шоттки была сестра и брат. Его отец был назначен профессором математики в Цюрихском университете в 1882 году, а Шоттки родился четыре года спустя. Затем семья вернулась в Германию в 1892 году, где его отец устроился на прием в Марбургский университет.

Шоттки окончил гимназию Штеглица в Берлине в 1904 году.>BS степень по физике в Берлинском университете в 1908 году, и он получил докторскую степень по физике в Берлинском университете имени Гумбольдта в 1912 году, обучаясь у Макса Планка и Генриха Рубенса, защитив диссертацию на тему: Zur relativtheoretischen Energetik und Dynamik.

Карьера

Докторантский период Шоттки прошел в Йенском университете (1912–14). Затем он читал лекции в Вюрцбургском университете (1919–23). Он стал профессором теоретической физики в Ростокском университете (1923–27). В течение двух значительных периодов времени Шоттки работал в исследовательских лабораториях Сименса (1914–19 и 1927–58).

Изобретения

В 1924 году Шоттки вместе с Эрвином Герлахом изобрел ленточный микрофон . Идея заключалась в том, что очень тонкая лента, подвешенная в магнитном поле, могла генерировать электрические сигналы. Это привело к изобретению ленточного громкоговорителя с использованием его в обратном порядке, но это было непрактично, пока в конце 1930-х годов не стали доступны постоянные магниты с высоким магнитным потоком.

Основные научные достижения

Возможно, в ретроспективе наиболее важным научным достижением Шоттки было создание (в 1914 году) известной классической формулы, которая теперь записывается как

E int (x) = - q 2 16 π ϵ 0 Икс {\ Displaystyle E _ {\ rm {int}} (x) = - {\ frac {q ^ {2}} {16 \ pi \ epsilon _ {0} {x}}}}{\ displaystyle E _ {\ rm {int}} (x) = - {\ frac {q ^ { 2}} {16 \ pi \ epsilon _ {0} {x}}}} .

Это вычисляет энергию взаимодействия между точечным зарядом q и плоской металлической поверхностью, когда заряд находится на расстоянии x от поверхности. Из-за способа получения это взаимодействие называется «потенциальной энергией изображения» (image PE). Шоттки основывал свою работу на более ранней работе лорда Кельвина, относящейся к изображению PE для сферы. Изображение Шоттки PE стал стандартным компонентом в простых моделях барьера движения M (x), который испытывает электрон при приближении к поверхности металла или к границе раздела металл - полупроводник изнутри. (Это M (x) - величина, которая появляется, когда одномерное, одночастичное уравнение Шредингера записывается в форме

d 2 dx 2 Ψ (x) = 2 m ℏ 2 М (Икс) Ψ (Икс). {\ Displaystyle {\ гидроразрыва {d ^ {2}} {dx ^ {2}}} \ Psi (x) = {\ frac {2m} {\ hbar ^ {2}} } M (x) \ Psi (x).}{\ frac {d ^ {2}} {dx ^ {2}}} \ Psi (x) = { \ frac {2m} {\ hbar ^ {2}}} M (x) \ Psi (x).

Здесь ℏ {\ displaystyle \ hbar}\ hbar - это постоянная Планка, деленная на 2π, а m - это масса электрона.)

Изображение PE обычно объединяют с терминами, относящимися к приложенному электрическому полю F и высоте h (в отсутствие какого-либо поля) барьера. Это приводит к следующему выражению для зависимости энергии барьера от расстояния x, измеренного от «электрической поверхности» металла до вакуума или полупроводника :

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

Здесь e - элементарный положительный заряд, ε 0 - электрическая постоянная и ε r - относительная диэлектрическая проницаемость второй среды ( = 1 для вакуума ). В случае перехода металл – полупроводник это называется барьером Шоттки ; в случае границы раздела металл-вакуум его иногда называют барьером Шоттки – Нордхейма. Во многих случаях h следует принимать равным локальной работе выхода φ.

Этот барьер Шоттки – Нордхейма (барьер SN) сыграл важную роль в теориях термоэлектронной эмиссии и автоэлектронной эмиссии. Приложение поля вызывает снижение барьера и, таким образом, увеличивает ток эмиссии в термоэлектронной эмиссии. Это называется «эффектом Шоттки », а результирующий режим излучения называется «излучением Шоттки ».

В 1923 году Шоттки предположил (ошибочно), что экспериментальное явление, которое тогда называлось автоэлектронной эмиссией, а теперь называемое автоэлектронной эмиссией, возникает, когда барьер опускается до нуля. Фактически, этот эффект обусловлен волново-механическим туннелированием, как показали Фаулер и Нордхейм в 1928 году. Но барьер SN теперь стал стандартной моделью для туннельного барьера.

Позже, в контексте полупроводниковых устройств, было высказано предположение, что аналогичный барьер должен существовать на стыке металла и полупроводника. Такие барьеры теперь широко известны как барьеры Шоттки, и к переносу электронов через них применяются соображения, которые аналогичны более 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 приблизительными формулами.)

Когда исследуется поведение таких интерфейсов в целом, обнаруживается, что они могут действовать (асимметрично) как особая форма электронного диода, теперь называемого диодом Шоттки. В этом контексте переход металл-полупроводник известен как «(выпрямляющий) контакт Шоттки» ».

Вклад Шоттки в науку о поверхности / эмиссионную электронику и в теорию полупроводниковых устройств теперь 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

В 1936 г. он был награжден медалью Хьюза Королевского общества за открытие эффекта Шрота (спонтанные изменения тока в высоковакуумных газоразрядных трубках, названные им «эффектом Шрота», буквально «эффектом малой дроби») в термоэлектронной эмиссии и его изобретении экранно-сеточного тетрода и супергетеродинный метод приема беспроводных сигналов.

В 1964 году он получил Ринг Вернера фон Сименса за его новаторскую работу по физическому пониманию многих явлений, которые привели к появлению многих важных технических устройств, в том числе ламповых усилителей и полупроводники.

Противоречие

Изобретение супергетеродина обычно приписывают Эдвину Армстронгу. Однако Шоттки опубликовал статью в Proceedings of the IEEE, которая может указывать на то, что он изобрел и запатентовал нечто подобное в Германии в 1918 году. Француз Люсьен Леви подал иск раньше, чем любой другой. Армстронг или Шоттки, и в конечном итоге его патент был признан в США и Германии.

Legacy

Институт Уолтера Шоттки (Германия) был назван в его честь. Премия Уолтера Х. Шоттки названа в его честь.

Книги, написанные Шоттки

  • Thermodynamik, Julius Springer, Берлин, Германия, 1929.
  • Physik der Glühelektroden, Akademische Verlagsgesellschaft, Лейпциг, 1928.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-20 07:28:29
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте