Юлиус Лилиенфельд

Юлиус Лилиенфельд (нем. Julius Lilienfeld; 18 апреля 1882, Лемберг, Австро-Венгрия — 28 августа 1963, Шарлотта-Амалия, Американские Виргинские острова) — австрийско-американский физик и изобретатель, пионер в области полупроводниковой электроники. Наиболее известен тем, что в 1925 году запатентовал принцип работы полевого транзистора — устройства, ставшего основой современной микроэлектроники, однако его изобретение не было реализовано на практике из-за технологических ограничений того времени.

Биография

Ранние годы и образование

Юлиус Эдгар Лилиенфельд родился 18 апреля 1882 года в Лемберге (ныне Львов, Украина), входившем в состав Австро-Венгерской империи. Его отец, Зигмунд Лилиенфельд, был юристом, мать — Шарлотта (урождённая Браун). Семья имела еврейские корни. В 1899 году Юлиус поступил в Венский университет, где изучал физику и математику. В 1904 году он получил докторскую степень, защитив диссертацию по оптике.

Научная карьера

После защиты диссертации Лилиенфельд работал ассистентом в Физическом институте Венского университета. В 1905 году он переехал в Берлин, где занимался исследованиями в области электрических разрядов в газах и катодных лучей. В 1910 году он стал профессором физики в Лейпцигском университете, а затем — в Берлинском университете. В 1914 году, с началом Первой мировой войны, Лилиенфельд был призван в австрийскую армию, где служил в радиотехнических подразделениях.

После войны, в 1921 году, он эмигрировал в США. В 1922 году получил должность в компании «Amrad Corporation» (позже ставшей подразделением «General Electric»), где занимался разработкой радиоэлектронных компонентов. В 1928 году перешёл в «Ergon Research Laboratories» в Малдене (Массачусетс), где проработал до выхода на пенсию в 1950 году.

Последние годы

После выхода на пенсию Лилиенфельд переехал на Американские Виргинские острова, где продолжал заниматься научными изысканиями. Он умер 28 августа 1963 года в городе Шарлотта-Амалия.

Основные изобретения и патенты

Полевой транзистор (1925)

В 1925 году Юлиус Лилиенфельд подал патентную заявку в Канаде на «устройство для управления электрическим током» (канадский патент № 272,437). В 1926 и 1928 годах он получил аналогичные патенты в США (US 1,745,175 и US 1,900,018). В этих патентах описывался принцип работы полевого транзистора (FET — Field-Effect Transistor), в котором электрический ток между двумя электродами (истоком и стоком) управлялся электрическим полем, создаваемым третьим электродом (затвором). Для реализации Лилиенфельд предлагал использовать тонкую плёнку полупроводника (например, сульфида меди или оксида меди), помещённую между металлическими контактами.

Однако создать работающий прототип Лилиенфельд не смог — технологии того времени не позволяли получать достаточно чистые полупроводниковые материалы и формировать на них стабильные контакты. Его патенты остались теоретическими. Тем не менее, они стали основой для последующих работ других изобретателей, включая Уолтера Браттейна, Джона Бардина и Уильяма Шокли, создавших первый работающий транзистор в 1947 году в Bell Labs.

Другие патенты

Лилиенфельд получил более 40 патентов в США, Канаде и Европе. Среди его изобретений:

• Электролитический конденсатор (1926) — устройство с высокой ёмкостью, используемое в радиотехнике.
• Способ получения тонких металлических плёнок (1928) — метод вакуумного напыления, применяемый в производстве зеркал и оптических покрытий.
• Устройство для измерения давления (1931) — датчик на основе пьезоэлектрического эффекта.

Научное наследие и признание

При жизни Лилиенфельд не получил широкого признания за свои работы по транзисторам, так как его патенты не были воплощены в устройства. Однако в 1960-х годах, с развитием полупроводниковой технологии, историки науки и инженеры начали переоценивать его вклад. В 1970-х годах патенты Лилиенфельда были признаны предшествующими изобретению транзистора, что подтвердили судебные разбирательства между компаниями (например, дело «Bell Labs vs. RCA»).

Сегодня Юлиус Лилиенфельд считается одним из пионеров полупроводниковой электроники. Его имя носит премия «Lilienfeld Prize», учреждённая Американским физическим обществом в 1988 году за выдающиеся достижения в области физики конденсированного состояния. В 2004 году журнал «IEEE Spectrum» включил его в список «100 величайших изобретателей в области электроники».

Критика и споры

Некоторые историки науки ставят под сомнение приоритет Лилиенфельда в изобретении полевого транзистора, указывая на то, что его патенты не содержали конкретных описаний работающих устройств. Кроме того, в 1934 году немецкий физик Оскар Хайль независимо запатентовал аналогичный принцип, а в 1945 году американский инженер Роберт Уоллес получил патент на полевой транзистор на основе германия. Однако большинство исследователей сходятся во мнении, что именно Лилиенфельд первым сформулировал базовую концепцию.

Интересные факты

• В 1920-х годах Лилиенфельд также занимался исследованиями в области электронной эмиссии и вакуумных ламп, что привело к созданию катодного осциллографа.
• Его патент на полевой транзистор был подан за 22 года до создания первого работающего транзистора в Bell Labs.
• Лилиенфельд никогда не пытался коммерциализировать свои изобретения, предпочитая теоретическую работу.

Источники

• US Patent 1,745,175 — «Device for controlling electric current», 1930.
• US Patent 1,900,018 — «Amplifier for electric currents», 1933.
• Canadian Patent 272,437 — «Method and apparatus for controlling electric currents», 1925.
• Lilienfeld, J. E. (1928). «Method and apparatus for producing thin metal films». Journal of the Franklin Institute.
• Riordan, M., & Hoddeson, L. (1997). «Crystal Fire: The Birth of the Information Age». W. W. Norton & Company.
• IEEE Spectrum (2004). «The 100 Greatest Electronics Inventors».
• American Physical Society. «Julius Edgar Lilienfeld Prize».