Элемент полупроводниковой техники

Элемент полупроводниковой техники

Вплоть до тридцатых годов учебники писа­ли о предсказанном Менделеевым и открытом Винклером германии довольно единодуш­но: «практического применения не имеет».

Виной тому было своеобразие промежуточ­ного положения германия в периодической си­стеме: от неметаллов он как будто ушел, а к металлам не пришел — не проводник и не изо­лятор, тверд, но хрупок. Как будто ничего ин­тересного.

Сейчас германий — важнейший элемент по­лупроводниковой техники. Но трудно найти другой пример, когда на пути исследователей стояло бы столько, казалось бы, непреодоли­мых трудностей. В земной коре германия со­держится лишь вдвое меньше, чем свинца. Од­нако для этого элемента слова «в земной коре» следует понимать совершенно буквально: в ничтожных количествах он содержится во всех без исключения горных породах.

В результате долгих поисков удалось найти способ получать германий в качестве побочно­го продукта при переработке цинковых руд или, как это ни странно, из золы и сажи углеперерабатывающих заводов. Итак, источник гер­мания был найден, но трудности только начи­нались.

Давно известно, что у каждого элемента только ему присущая температура плавления, теплопроводность и другие физические свойства.

Но германий никак не хотел подчиняться это­му закону: электропроводность различных его образцов оказалась настолько различной, что это приводило исследователей в отчаяние.

Выяснилось, что все дело было в незначи­тельных примесях, которые содержались в металле и коренным образом сказывались на его свойствах.

Как нельзя лучше к германию подходят меткие слова А. Е. Ферсмана: «Истинные за­коны — великие законы природы — обычно начинаются за третьим десятичным знаком — в тонких мелочах строения». Добавим к этому, что за 6—7-м десятичным знаком начинаются чудеса — те чудеса, которые входят сегодня в наш быт миниатюрными приемниками и теле­визорами, а в науку и технику—великолепными приборами... Но чтобы эти чудеса стали воз­можными, пришлось научиться очищать гер­маний до невероятной чистоты — 99,99999999%! Для этого не годился ни один из прежде из­вестных методов очистки. Пришлось разрабаты­вать принципиально новые способы. Одним из таких способов, например, стала зонная плавка (см. ст. «Полупроводники»).

Сейчас в периодической системе почти не осталось элементов, которые не находят себе применения, и круг их «профессий» с каждым днем становится все шире. «Новые» металлы за­нимают прочные позиции в технике.

Исследования продолжаются, и, как знать, может быть, «старые», давно известные металлы еще откроют нам свои до сих пор неизвестные особенности, свойства. В наш век пластмассы приходят на смену металлам в таких областях, где еще вчера металлы считались незаменимы­ми,— в машиностроении. Но это не значит, что век металлов кончился. Металлы остаются не­заменимыми всюду, где от материала требуется высокая электропроводность, высокая тепло­проводность, высокая жаропрочность, соеди­ненная с пластичностью. Пластмасс, способных длительно выдерживать температуру в сотни и тысячи градусов, мы еще не знаем. Современ­ная наука и техника по-прежнему немыслимы без металлов. И машиностроение, и строи­тельное дело, и транспорт, и атомные электро­станции, и космические ракеты — все они нуж­даются в металлах. Вот почему в наших планах развития народного хозяйства наряду с очень высокими темпами роста выпуска пластмасс пре­дусматривается быстрое увеличение производ­ства черных и особенно цветных металлов — алюминия, редких металлов и их жаропрочных сплавов.