Adaptacja Teala

Pod koniec II wojny światowej naukowcy z Bell Telephone Laboratories w Murray Hill, NY, opracowali szereg innowacji metalurgicznych, mających pomóc w wynalezieniu tranzystora. Jeden z nich, Gordon K. Teal, poszukiwał efektywnej metody otrzymywania monokryształów germanu, niezbędnych wobec rosnącego zapotrzebowania na półprzewodnikowe materiały elektroniczne. Znalazł taką metodę w laboratorium metalurgicz nym Bell Laboratories – była to dobrze znana metalurgom metoda Czochralskiego. Z pomocą Johna B. Little’a przystosował tę metodę do hodowania kryształów germanu. A więc jego główną zasługą było rozszerzenie zastosowania metody Czochralskiego na otrzymywanie innych materiałów – niemetalicznych, począwszy od germanu i krzemu. Pomysłem Teala było przeniesienie metody Czochralskiego z metalurgii do fizyki półprzewodników i do przemysłu elektronicznego.

Pierwsze monokryształy obaj badacze otrzymali 1 października 1948 r., ale pierwszą wzmiankę o zastosowanej metodzie można znaleźć dopiero w pracy Bonda i współpracowników (w tym Teala) z 27 lutego 1950 r.: „Kryształ został otrzymany udoskonaloną metodą otrzymy wania czystych kryształów germanu (…)” z wyjaśnieniem, że „metoda ta została opisana przez G.K. Teala im J.B. Little’a w pracy, którą przedstawią podczas mityngu w Oak Ridge (…)”. Chodziło tu o 298. Konferencję Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego zorganizowaną 18 marca 1950 r. w Oak Ridge. Streszczenie 10-minutowego komunikatu nr 115 ma zaledwie 24 linijki tekstu i zostało opublikowane w „Physical Review” i w „Buli. Amer. Phys. Soc.”. Znalazło się tam zdanie: „monokryształy germanu były otrzymywane za pomocą techniki wyciągania, odróżniającej się od metody Czochralskiego i innych udoskonaleniami koniecznymi do otrzymywania kontrolowanych własności półprzewodnikowych”. Wydaje się, że pełna wersja tej pracy nigdy nie została opublikowana. Nie znam też żadnej innej pracy zawierającej szczegóły stosowanej metody. To zdaje się także potwierdzać, że technika użyta przez Teala i jego współpracowników była tylko ulepszeniem metody opracowanej 30 lat wcześniej przez Jana Czo­chralskiego. Oczywiście, były to bardzo ważne zmiany, ale przecież tylko kolejne dostosowanie metody do nowych zadań; takich zmian było wiele wcześniej i później.

Niestety, trudno dziś odtworzyć pierwsze etapy rozwoju aparatury Teala do wyciągania monokryształów germanu i krzemu. Być może zachowały się jakieś wewnętrzne raporty lub biuletyny Bell Laboratories, ale nie są one dostępne. Podobnie próby dotarcia do zakładowego archiwum nie dały żadnych wyników. W ten sposób jedyną informacją pisemną dostępną dla wspólnoty uczonych, pozostaje wspomniane już streszczenie referatu z Oak Ridge, mówiące o użyciu udoskonalonej metody Czochralskiego. Prawie to samo zdanie powtórzono w nieco dłuższym komunikacie. Ciekawe, że Teal nigdy więcej nie wymienił nazwiska Czochralskiego, kiedy opisywał procesy wzrostu kryształów germanu i krzemu. Nie przeszkodziło to wspólnocie naukowców w stosowaniu do tego procesu nazwy „metoda Czochralskiego”, a nie jakiejś mylącej nazwy w rodzaju „proces Teala”. I mają oni rację!

W opisie stosowanej techniki, zawartym w amerykańskim patencie Little’a i Teala z 13 lipca 1954 r. (zgłoszonym 12 stycznia 1950 r.) i zatytuło wanym „Pręty półprzewodnikowego germanu zawierające podłużne granice krystaliczne”, nie ma wymienionego nazwiska Czochralskiego. Jest jednak ciekawe zdanie: „Ten wynalazek dotyczy ulepszonej metody aparatury do otrzymywania monokryształów, w szczególności germanu” i odsyłacz do pracy Hoyema i Tyndalla. A w tej pracy mamy opis metody… Czochralskiego – Gomperza, opisa nej przez Lindera!! Czyli Teal wskazuje jednak na źródło swoich opracowań – wyciąganie kryształów zgodnie z ideą Czochralskiego. Z kolei w następnym patencie Teala z 20 grudnia 1955 r. (zgłoszonym 15 czerwca 1950 r.) i zatytułowanym „Metody otrzymywania materiałów półprzewodnikowych” cytowane jest obszerne opracowanie A.N. Holdena z czerwca 1948 r. zawierające m.in. opis… metody Czochralskiego i spis prac o jej zastosowaniu do hodowli monokryształów metali!