Sir Nevill F. Mott heeft de manier veranderd waarop we omgaan met technologie, ook al heb je zijn naam nog nooit gehoord. Mott, geboren in Leeds in 1905 en opgegroeid in Groot-Brittannië, was een natuurkundige die naar de rommelige, onregelmatige wereld van materialen keek en potentieel zag waar anderen afval zagen. Voor dit werk won hij in 1977 de Nobelprijs voor de Natuurkunde. Hij deelde de eer met twee Amerikaanse collega’s, P.W. Anderson en J.H. Van Vleck. Hun onderzoek concentreerde zich op iets dat voor de meeste mensen onbekend was: niet-kristallijne of amorfe halfgeleiders.
Motts pad naar deze ontdekking was lang en academisch. Hij studeerde in Cambridge, behaalde zijn bachelordiploma in 1927 en zijn masterdiploma in 1930. In 1933 was hij hoogleraar theoretische natuurkunde aan de Universiteit van Bristol. Daar verdiepte hij zich in de vastestoffysica. Hij studeerde metalen. Hij keek naar legeringen. Hij analyseerde zelfs hoe licht op atomair niveau op fotografische emulsies valt. In 1938 creëerde hij een theoretische beschrijving van die exacte interactie. Het was nauwkeurig werk. Het was fundamenteel.
In 1954 stapte hij over naar de Universiteit van Cambridge als Cavendish-professor in de experimentele natuurkunde. Hij bleef er tot aan zijn pensionering in 1971. Maar de echte doorbraak kwam pas later. Het kwam uit zijn eerdere werk.
De wetenschap van rommelige materialen
In de jaren zestig verlegde Mott zijn focus. Hij had elektrische geleiding in verschillende metalen bestudeerd. Hij begon zich af te vragen over amorfe materialen. Dit zijn stoffen met onregelmatige atomaire structuren. Ze missen het nette, geordende rooster dat je in kristallen aantreft. Glas is het meest voorkomende voorbeeld. De meeste wetenschappers negeerden deze rommelige materialen. Ze leken onvoorspelbaar. Ze leken nutteloos voor precieze elektronica.
Mott zag ze anders. Hij ontwikkelde formules die uitlegden hoe deze amorfe stoffen tussen toestanden overgaan. Specifiek beschreef hij hoe ze bewegen tussen elektrisch geleidend (metaaltoestanden) en isolerend (niet-metaaltoestanden). Deze overgang maakt een materiaal tot een halfgeleider. Het is geen vast eigendom. Het is een verschuiving. Een schakelaar.
“Mott bedacht formules die de overgangen beschrijven die glas en andere amorfe stoffen kunnen maken tussen elektrisch geleidende en isolerende toestanden.”
Dit inzicht was aanvankelijk theoretisch. Maar de aanvraag kwam onmiddellijk en massaal. Deze glasachtige stoffen zijn eenvoudig te produceren. Ze zijn goedkoop te vervaardigen. Kristallijne halfgeleiders zijn daarentegen duur en complex om te maken.
Van labbank naar je zak
De economische impact van Motts theorie kan niet genoeg worden benadrukt. Omdat amorfe halfgeleiders goedkoper waren, vervingen ze duurdere kristallijne versies in veel elektronische apparaten. Deze verschuiving verlaagde de productiekosten aanzienlijk.
Denk eens aan de apparaten die u dagelijks gebruikt. Personal computers werden betaalbaar. Zakrekenmachines werden alomtegenwoordig. Kopieermachines kwamen elk kantoor en huis binnen. Deze innovaties waren geen ongelukken. Ze waren het directe resultaat van goedkopere materialen, mogelijk gemaakt door Motts begrip van elektrische geleiding in ongeordende materialen.
Mott werd in 1962 tot ridder geslagen, als erkenning voor zijn eerdere bijdragen. Maar de Nobelprijs van 1977 versterkte zijn nalatenschap
