Сер Невілл Френсіс Мотт змінив те, як ми взаємодіємо з технологіями, навіть якщо ви ніколи не чули його імені. Народившись у Лідсі в 1905 році і виріс у Великій Британії, Мотт був фізиком, який бачив потенціал там, де інші бачили відходи, дивлячись на безладний, нерегулярний світ матеріалів. 1977 року він отримав Нобелівську премію з фізики за цю роботу. Він розділив цю честь із двома американськими колегами: П. У. Андерсоном та Дж. Х. Ван Флеком. Їхні дослідження були зосереджені на тому, що для більшості людей є маловідомим: некристалічних або аморфних напівпровідників.
Шлях Мотта до цього відкриття був довгим та академічним. Він навчався в Кембриджському університеті, отримавши ступінь бакалавра у 1927 році та ступінь магістра у 1930 році. До 1933 він став професором теоретичної фізики в Брістольському університеті. Там він заглибився у фізику твердого тіла. Він вивчав метали. Він досліджував метали. Він навіть аналізував, як світло впливає фотоплівки на атомному рівні. У 1938 році він створив теоретичний опис цієї самої взаємодії. То була точна робота. Вона стала фундаментальною.
У 1954 році він перейшов до Кембриджського університету на посаду професора експериментальної фізики Кавендіша. Він залишався там до виходу на пенсію у 1971 році. Але справжній прорив стався згодом. Він випливав з його ранніх робіт.
Наука про безладні матеріали
У 1960-х роках Мотт змістив свій фокус. Він вивчав електричну провідність у різних металах. Він почав ставити питання про аморфні матеріали. Це речовини із нерегулярною атомною структурою. Вони позбавлені акуратних, упорядкованих ґрат, характерних для кристалів. Скло є найпоширенішим прикладом. Більшість вчених ігнорували ці безладні матеріали. Вони здавалися непередбачуваними. Вони здавалися марними для точної електроніки.
Мотт дивився на них по-іншому. Він розробив формули, які пояснюють, як ці аморфні речовини переходять між станами. Зокрема, він описав, як вони переходять між станами, в яких вони є електрично провідними (металічні стани) та ізолюючими (неметалеві стани). Саме цей перехід робить матеріал напівпровідником. Це не фіксована властивість. Це зрушення. Перемикач.
«Мотт розробив формули, що описують переходи, які можуть здійснювати скло та інші аморфні речовини між електрично провідними та ізолюючими станами».
Це відкриття спочатку було теоретичним. Але застосування було негайним та масштабним. Ці скляні речовини прості у виробництві. Вони дешеві у виготовленні. Кристалічні напівпровідники, навпаки, дорогі та складні у створенні.
Від лабораторного столу до вашої кишені
Економічний вплив теорії Мотта неможливо переоцінити. Оскільки аморфні напівпровідники були дешевшими, вони замінили дорожчі кристалічні версії у багатьох електронних пристроях. Це зрушення значно знизило вартість виробництва.
Подумайте про пристрої, які ви використовуєте щодня. Персональні комп’ютери стали доступні. Кишенькові калькулятори стали повсюдними. Копіювальні апарати увійшли до кожного офісу та будинку. Ці інновації були випадковістю. Вони були прямим результатом більш дешевих матеріалів, забезпечених розумінням Моттом електричної провідності у невпорядкованих матеріалах.
Мотт був лицарем у 1962 році, що визнало його більш ранні внески. Але Нобелівська премія 1977 року закріпила його спадщину
