William Gardner Pfann

William Gardner Pfann (27 oktober 1917 – 22 oktober 1982) var en uppfinnare och materialvetare vid Bell Labs . Pfann är känd för sin utveckling av zonsmältning som är avgörande för halvledarindustrin . Som det står i en officiell historia av Bell Labs, "Läglig uppfinning av zonförfining av WGPfann ... var ett stort bidrag som hjälpte till att få föroreningarna i germanium och kisel under kontroll."

Tidigt liv

Pfann föddes i Brooklyn , New York City . Han visade ovanlig utrustning med material, 1935, när han bara var arton år gammal, började han med den kemiska forskningsavdelningen vid Bell Labs. Han hade ingen högskoleexamen vid den tiden, men att gå i nattskola på Cooper Union ledde till en kandidatexamen i kemiteknik 1940.

Pfann var involverad i William Shockleys ansträngningar med Bell Labs för att använda halvledare för att tillverka enheter för att ersätta vakuumrör . De tidiga ansträngningarna använde germanium . De tillverkade germaniumlikriktare med hög motspänning 1945. Pfann tog fram en av de första punktkontakttransistorerna : "Särskilt hade WG Pfann modifierat Western Electric 1N26 skärmade punktkontaktsdioder (kisel) för att inkludera två fjäderbelastade cat whisker point kontakter, vilket gör en konfiguration med tre elektroder med goda elektriska förstärkningsegenskaper. Denna konfiguration blev känd vid typ A-transistorn." Han och Walter Brattain utvecklade processen att "forma" dessa transistorer för att göra dem mer enhetliga. Pfann uppfann också en metod för att binda fina guldtrådar till germanium som gjorde enheten funktionell. "Den tysta, anspråkslösa mannen växte stadigt i allas aktning när han gjorde det ena värdefulla bidraget efter det andra till halvledarforskningen."

Genombrott

Den zonsmältningsprocess som Pfann är känd för revolutionerade ingenjörsmöjligheterna: "Renheten som kan uppnås genom zonraffinering var helt oöverträffad i materialbearbetningens historia. Föroreningsnivåer på några miljondelar hade tidigare ansetts vara utmärkta; Pfanns teknik förbättrades på detta med faktorer på över 1 000."

1952 publicerade Pfann den avslöjande artikeln "Principles of Zone-Melting" i Transactions of the American Institute of Mining, Metallurgical and Petroleum Engineers . Denna artikel tillämpade zonsmältning i två industriella processer: rening av ett lösningsmedelsmaterial (kallad zonraffinering) och framställning av en enhetlig fördelning av ett löst ämne i ett göt (kallat zonutjämning). Tre bilagor beskrev matematiska modeller av processerna vid zonsmältning.

1958 publicerade Pfann den första upplagan av sin text Zone Melting with John Wiley . En andra upplaga kom ut 1966, och 1978 gav utgivaren Robert E. Krieger från Huntington, New York ut den tredje upplagan.

1962 publicerade tidskriften Science en kort sammanfattning av zonsmältningsmetoden av Pfann. Den här artikeln avslutas med att behandla det något större ämnet smältning av temperaturgradientzoner. Pfann beskriver hur och varför en droppe guld på en germaniumplatta rör sig mot den hetaste platsen. Han säger att denna metod användes för att "göra komplexa pn-övergångsformer för speciella transistorer". Han observerar saltlakens rörelse på havsisen och föreslår rening av havsvatten. Vidare noterar han förhållandet till geologiska formationers fysik.

Uppskattning

1973 var Pfann den första att ta emot Gordon E. Moore-medaljen för enastående prestation inom vetenskap och teknologi i fast tillstånd . Pfann valdes in i National Academy of Sciences (USA) 1975. 1976 tilldelade American Institute of Physics honom James C. McGroddy-priset för nya material .

Vid hans bortgång skrev några medarbetare:

Hans energi, hans höga krav på ärlighet i experiment och hans fördomsfria inställning till det nya, oprövade och till och med det kätterska, hjälpte till att definiera ordet vetenskapsman för ett stort antal av hans bekanta.

Richard Hamming använde Pfann för att illustrera professionell utveckling. Först noterade han att Pfann "inte kunde så mycket matematik och var inte riktigt välformulerad." Sedan visade Hamming honom hur man använder datorer och "hans blyghet, hans tafatthet och hans inartikulering föll bort och han blev mycket mer produktiv på många andra sätt."

Anteckningar

• Kenneth A. Jackson, Harry J. Leamy & Richard S. Wagner (februari 1983) "William G. Pfann", Physics Today 36:88.