— Простите, — снова перебил меня Зимов. — Вы хотите говорить о кристадинах?
— Нет, хотя вопрос о кристадинах, возможно, мы и затронем. Для начала посмотрите на эту картинку.
Я нарисовала классическую картинку границы контакта полупроводников с донорной и акцепторной примесями из моего учебника по физике[28] и изложила буквально на пальцах принцип работы полупроводникового выпрямителя. Зимов в процессе моего объяснения согласно кивал, а потом заявил, что они так все и рассказывают студентам, хотя мое объяснение выглядит нагляднее, и что, с моего позволения, в дальнейшем они будут придерживаться именно такого представления теории полупроводниковых выпрямителей. Я сказала, что против этого возражений нет, и перешла к самому главному.
— А что будет, если между двумя полупроводниками с одинаковой, например, электронной проводимостью поместить третий полупроводник с другой, в нашем случае с дырочной, проводимостью?
— Ничего не будет. Вы просто получите два выпрямителя, включенные навстречу друг другу, и тока не будет, независимо от полярности.
— Подождите, Андрей Леонидович. Ведь если есть три полупроводника, то нужны и три провода. Давайте мысленно подключим к промежуточному полупроводнику третий провод и заодно сделаем этот полупроводник очень тонким — такая тоненькая пластиночка. Тогда, меняя в очень небольших пределах напряжение на промежуточном полупроводнике, мы будем менять толщину перехода вплоть до полного ее исчезновения. При этом мы получим значительные изменения напряжения на концах. То есть эффект усиления, аналогичный эффекту усиления на ламповом триоде. Только в случае с лампой мы регулируем напряжение катод — анод, меняя напряжение на сетке, а здесь управляем с помощью промежуточного полупроводника.
Судя по загоревшимся глазам Зимова, идею он схватил и стал мысленно прокручивать в голове разные варианты. Потом снова задумался.
— Но ведь для этого нужно иметь очень чистые полупроводники, а как обеспечить нужную чистоту? Это ведь далеко не просто.
Я чуть было не брякнула, что для получения высокочистых полупроводников используется метод зонной плавки[29], но вовремя сообразила, что этот метод был придуман только в начале пятидесятых годов. Хотя имеющиеся в данный момент технологии позволяют реализовать этот метод уже сейчас.
— А вы воспользуйтесь тем, что у полупроводников примеси по-разному растворяются в жидкой и твердой фазах. Возьмите, например, стержень германия и начинайте нагревать один конец с помощью индукционной катушки до расплава. А потом очень медленно смещайте нагрев вдоль по стержню. Тогда из твердеющего германия примеси будут перемещаться в расплавленную часть. Пройдите так несколько раз вдоль стержня, после чего «грязный конец» отрежьте. А можете окружить стержень, скажем, несколькими индукционными катушками. Тогда хватит и одного прохода. Еще я слышала о методе Чохральского, но тут, кроме названия, ничего сказать не могу.