5.2. Электропроводность. Проводники и изоляторы

Понадобились десятилетия и многочисленные опыты с различными телами, чтобы в 1729 году английский физик Стефан Грей (1666–1735) открыл явление электропроводности и установил, что электричество может передаваться от одного тела к другому по влажной бечевке на расстояние 765 футов (233 м), но не передается по шелковой нити. Он также установил, что электропроводность зависит от материала, из которого сделан проводник. Грей первым разделил все вещества на проводники и непроводники электричества. К проводникам относятся все металлы, уголь, графит, растворы кислот, оснований, солей и т. д. Тела, в которых электрические заряды не могут свободно перемещаться (не передают электричество или передают его с большим трудом), получили название непроводников (изоляторов или диэлектриков). Это стекло, смола, фарфор, каучук, эбонит, шелк, дистиллированная вода, керосин, газы и многие другие вещества. Стефан Грей обнаружил еще, что некоторые тела (например, волос, смола, стекло) долгое время сохраняют сообщенное им электричество, и ему удалось сохранять электрические свойства этих тел до тридцати дней. Электрические свойства одного и того же вещества в зависимости от внешних условий могут изменяться. Например, стекло обычно является изолятором, но, находясь во влажном воздухе, оно в значительной мере теряет свои изоляционные свойства. Если же его сильно нагреть или расплавить, то стекло начинает проводить электричество.

Электрические свойства полупроводников были изучены и нашли самое широкое применение только в ХХ веке. Началось все с того, что в 1931 году советский академик А.Ф. Иоффе опубликовал статью с пророческим названием «Полупроводники – новый материал электротехники» и предпринял их всестороннее исследование. Недаром на всем земном шаре Иоффе зовут «отцом полупроводников». С самого начала он предсказал не только будущую роль полупроводников, но и важнейшие области их применения. Иоффе настойчиво убеждал, что без проводников нельзя даже мыслить грядущей техники. Ещё на заре полупроводниковой науки он мечтал о мощной энергетике без машин. «Можно смело сказать, – писал Иоффе, – что полупроводники призваны сделать революцию в технике производства, равную по значению той революции, которую совершило расщепление атомного ядра».

Абрам Федорович Иоффе (1880–1960) родился в г. Ромны Полтавской губернии. В 1902 году окончил Петербургский технологический институт и в 1905 году Мюнхенский университет, был учеником В.К. Рентгена. С 1918 по 1951 год работал директором Физико-технического института АН СССР, а с 1952 г. – директором Лаборатории полупроводников, затем с 1955 г. – Института полупроводников АН СССР. По его инициативе и при его участии были созданы физико-технические институты в Харькове, Днепропетровске, Свердловске, Томске. С 1932 года по инициативе Иоффе в Ленинграде был организован Агрофизический институт, единственный в мире по этому профилю, которым он руководил до последнего дня своей жизни. Иоффе обладал поразительной физической интуицией и глубоким пониманием самых сложных и тонких физических явлений, умел проникать в их суть, представлять себе не только ближайшее, но и весьма отдаленное будущее, увидеть связь там, где другие даже не подозревали о ней. Он не мыслил науки без связи с практикой: за первым этапом – исследованием – неизменно следовал второй – воплощение. Величайшей заслугой А.Ф. Иоффе является создание школы физиков, из которой вышли многие крупные ученые: А.П. Александров, Л.А. Арцимович, П.Л. Капица, И.К. Кикоин, И.В. Курчатов, П.И. Лукирский, Н.Н. Семенов, Я.И. Френкель и др. Близкие его ученики А.И. Ансельма и В.П. Жузе писали о нем:«Трудно назвать ученого, который столь проницательно предвидел бы пути будущего развития науки, «открыл» такое количество выдающихся ученых, организовал столько новых институтов, создал такой высокий стиль научного руководства, проявил бы такую настойчивость в осуществлении поставленных перед страной задач и мужество при неудачах».