基本介紹
江崎玲于奈1925年3月12日出生于日本 大阪,1940年就讀于京都第三高等學(xué)校,1944年進入東京帝國大學(xué),是日本近代著名固體物理學(xué)家江,是建筑學(xué)家江崎壯一郎的長子。20世紀50年代,根據(jù)理論分析,人們認為在PN結(jié)反向擊穿的過程中應(yīng)當能夠觀測到隧道效應(yīng),但實驗上一直未能發(fā)現(xiàn)。1957 年,江崎玲于奈在研制新型高頻晶體管時,意外地發(fā)現(xiàn)了高摻雜、窄PN結(jié)的正向伏安特性中存在著異常的負阻現(xiàn)象。通過理論分析,他認為這種負阻特性是由于電子空穴直接穿透結(jié)區(qū)而形成的,從而為隧道效應(yīng)提供了有力的證據(jù)。在隨后的研究中,他發(fā)明了由隧道結(jié)制成的隧道二級管。隧道二極管的發(fā)明,開辟了一個新的研究領(lǐng)域——固體中的隧道效應(yīng)。
研究歷程
1944年,江崎進入日本東京帝國大學(xué)專攻實驗物理,1947年獲得碩士學(xué)位(后來于1959由于研究隧道效應(yīng)獲得博士學(xué)位),隨即服務(wù)于神戶工業(yè)股份有限公司,開始了作為晶體管材料的鍺和硅等半導(dǎo)體的研究,1956年成為東京通信工業(yè)股份有限公司(現(xiàn)在的索尼)的主任研究員,領(lǐng)高摻雜鍺與硅的研究,這一研究的結(jié)果導(dǎo)致了隧道二極管的發(fā)明。
所謂“隧道現(xiàn)象”是指電子偶然地穿過其運動方向上的從經(jīng)典理論觀點看來是不可越的能量勢壘(不太大)時,會在勢壘的另一邊發(fā)現(xiàn)電子運動的一種波動性的奇怪現(xiàn)象,這在本紀二十年代就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了。到了三十年代量子力學(xué)發(fā)展的初期,人們一直試圖用隧道效應(yīng)來分整流現(xiàn)象及接觸電阻等問題,然而理論的預(yù)見和實驗觀測結(jié)果卻屢次出現(xiàn)矛盾。五十年代隨著半導(dǎo)體PN結(jié)的出現(xiàn),又一次喚起人們重視隧道過程的研究。根據(jù)理論分析,在PN結(jié)反擊穿的過程中,應(yīng)當能夠觀測到隧道效應(yīng)。但實驗卻一直無法證實。1957年,江崎在研制型高頻晶體管時;意外地發(fā)現(xiàn)高摻雜窄PN結(jié)的正向伏安特性中,存在著“異常的”負阻現(xiàn)象,而且只要一增加含有大量雜質(zhì)的鍺為原料的二極管的電壓時,就馬上可以看到,電流著電壓的升高而減小。他通過分析認為,這種負阻特性是由于電子空穴直接穿透結(jié)區(qū)而形成,而為隧道效應(yīng)提供了有力的實驗證明。他還發(fā)現(xiàn),把具有這種性的半導(dǎo)體(具有負電阻的二管)作為新的電子元件,可以應(yīng)用于開關(guān)電路和振蕩電路,以及高速電路(如電子計算機等裝置),這在當時是轟動世界的發(fā)明。
1958年,溪江崎發(fā)表了關(guān)于“隧道二極管”的論文,這是他獲得諾貝爾物理學(xué)獎金的開端。后來人們以他的名字把“隧道二極管”命名為“江崎二極管”。第二年,他又發(fā)表了有關(guān)管的發(fā)明及其機理方面的文章,因而獲得了作為日本物學(xué)會最高榮譽的 仁科芳雄紀念獎。接著,1960年又獲得出版社的獎勵,1961年獲得 M.N.利布曼紀念獎金及富蘭克林研究所授予的 巴蘭坦獎?wù)?/i>。I965年日本科學(xué)院也給予他獎勵。由于在半導(dǎo)體和超導(dǎo)體方面的“隧道效應(yīng)”的貢獻.江崎分享了1973年度 諾貝爾物理學(xué)獎金。1974年日本政府授予 文化勛章。
江崎博士于1975年被選為日本科學(xué)院院士,1976年被選美國國立科學(xué)院院士,1977年又成為美國國力工程科學(xué)院院士。