Sin intención de P-N

Cuando Russell Ohl comenzó a trabajar en Bell Laboratories en 1927, los tubos de vacío se consideraban el futuro de la electrónica. Sin embargo, fue su descubrimiento casual el que condujo a la creación tanto del transistor como de la célula solar y ayudó a desencadenar la revolución del silicio.

A finales de la década de 1930, Ohl era un investigador de radio que intentaba crear un receptor que fuera más eficaz que los tubos de vacío. Los tubos captaban fácilmente señales de radio de baja frecuencia, pero tenían problemas con las frecuencias más altas, como las que se estaban probando en el radar, una tecnología que estaba ganando importancia a medida que la guerra se gestaba en el extranjero. Ohl pensó que una alternativa podría estar en el receptor de cristal, un dispositivo de radio anticuado de la década de 1920. Se dedicó por completo a su investigación: cuando su semana laboral se redujo durante la Depresión, Ohl utilizó su tiempo extra para estudiar la estructura cristalina.

Esta historia fue parte de nuestro número de febrero de 2003

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Los receptores de cristal eran dispositivos complicados y poco entendidos. Para obtener una señal, un operador buscaría en la superficie de un cristal con una hebra de metal el punto caliente, lo que provocó que la corriente fluyera en una sola dirección. Después de una experimentación exhaustiva, Ohl concluyó que los mejores receptores eran los elementos que ahora se conocen como semiconductores. Teorizó que los materiales más puros harían mejores receptores y tenía muestras especiales preparadas para sus pruebas.

A principios de 1940, Ohl examinó una muestra de silicio que tenía una grieta en el medio. Algo era extraño en ese cristal: cuando fue expuesto a la luz, la corriente que fluía entre los dos lados de la grieta saltó significativamente. Desconcertado, Ohl mostró la extraña muestra a sus colegas de Bell, quienes estaban igualmente asombrados. Nadie había visto nunca una reacción fotovoltaica como esa.

Los investigadores descubrieron que la grieta era una línea divisoria entre dos impurezas del silicio. Un tipo de silicio tenía un exceso de electrones, el otro un déficit. Los llamaron tipo p para positivo y tipo n para negativo, y la barrera entre los dos se denominó unión p-n. Gradualmente, el grupo se dio cuenta de que los fotones dan al exceso de electrones en el material de tipo n un impulso de energía suficiente para cruzar la unión y producir una corriente.

Aunque los cristales originales de Ohl no producían energía suficiente para uso comercial, su investigación sobre el silicio de tipo p y n llevó a Bell Labs a la creación de la primera celda solar moderna en 1954. Los primeros transistores también se basaron en la unión pn . Cuando Ohl sostuvo su inusual cristal a la luz en 1940, sin saberlo, comenzó la transición de los tubos de vacío a los circuitos integrados.

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