Históricamente, ¿cómo descubrimos que el silicio es algo diferente, no aislante ni metal?

¿Quieres decir semiconductores de silicio? Lo predijimos por la ciencia, lo probamos y descubrimos que era verdad.

Comenzó con la unión rectificadora . Esto se descubrió, pero no se entendió, en 1875. Alrededor de 1900, cuando la radio estaba en su infancia, se inventó el detector de bigotes de gato : un cable de tungsteno que toca un cristal de galena (sulfuro de plomo) que “detectaría” o rectificaría, una señal de RF para que pueda escucharse en los auriculares. En 1906 se otorgó una patente sobre un rectificador de contacto de punto que usa silicio, aunque, de nuevo, nadie sabía por qué funcionaba. Julius Lilienfeld patentó el transistor de efecto de campo de compuerta metálica en 1926 utilizando la unión de contacto de punto en silicio, aunque nadie entendió cómo funcionó hasta que William Shockley llegó a una teoría que lo explicó en 1939.

En la Segunda Guerra Mundial, el silicio era reconocido como un material estratégico hasta el punto de que se comenzó a gastar mucho dinero en el cultivo de cristales perfectos para hacer diodos de contacto puntuales para receptores UHF (radar). La teoría cuántica había avanzado lo suficiente como para conocer los niveles de electrones y las brechas de banda, y en 1942 el físico nuclear Hans Bethe finalmente explicó cómo funcionaba el diodo de contacto puntual. (Si más personas supieran eso, los llamaríamos diodos Bethe, no diodos Schottky). Alrededor de 1948, alguien, tal vez Schottky, aunque no es honrado por eso, bueno, era alemán, en la Alemania de la posguerra, tenía La idea de introducir una impureza en el silicio para proporcionar un número limitado de portadores libres, lo que lo convirtió en un mejor rectificador.

William Shockley inventó el transistor de unión de punto de contacto en 1946 y le molestaba mucho que no se pudiera patentar debido a la patente anterior de Lilienfeld, por lo que volvió a la mesa de dibujo, experimentó con semiconductores dopados y se le ocurrió el transistor de unión de puerta difusa, que usaba el sándwich ahora familiar de semiconductores de tipo P y N. En 1950 publicó el trabajo canónico sobre el tema: Electrones y agujeros en semiconductores con aplicaciones a la electrónica de transistores. Casi todo desde entonces se ha basado en el conocimiento de ese libro.

El circuito integrado fue inventado y patentado en 1959 por Jack Kilby en Texas Instruments. El dispositivo de Kilby usó germanio. Al año siguiente, Robert Noyce, de Fairchild, demostró un circuito integrado de silicio que usa áreas difusas de P y N para aislar los dispositivos, la misma tecnología que se usa hoy en día. Federico Faggin, otro ingeniero de Fairchild, inventó la puerta de silicio autoalineable en 1968, otra tecnología utilizada hoy en día. A partir de ese momento, los únicos acontecimientos serios han sido de escala. Todo lo demás se sabía.