Histria da Eletricidade

Verso 1.0 (Nov. 2000)Mauricio Massazumi Oka

A primeira observao da eletrificao de objetos por atrito perdeu-se na antigidade. Os filsofos gregos, como porexemplo, Thales, de Miletus, no ano 600 a.c., j sabiam que ao esfregar uma pea de mbar com um pedao de l oupele, eram capazes de conferir ao mbar a propriedade de atrair pequenos pedaos de palha. A palavra eltron, alisderiva da palavra mbar (elektron), em grego. Esta constatao originou a cincia da eletricidade.

Os gregos sabiam tambm que algumas "pedras", as magnetitas (lodestones) que eram encontradas em Magnesia, umalocalidade da sia Menor, podiam atrair exclusivamente o ferro, e isto mesmo sem serem esfregados. O estudo destapropriedade origina a cincia do magnetismo. No sculo 11, rabes e chineses usavam a magnetita flutuando sobre agua para se orientarem ao navegar pelos mares. Eram as bssolas. O primeiro estudo sistemtico dos ms foi feito em1269 por Pierre de Maricourt. Ele usou uma agulha magnetizada para traar o que chamava de "linhas de fora" aoredor de uma esfera de magnetita e descobriu que estas linhas convergem em duas regies, em lados opostos da esfera,como as linhas longitudinais da Terra. Por analogia, ele chamou as regies onde as linhas de fora convergem de plos.Em 1600, William Gilbert estendeu estes trabalhos e sugeriu que a prpria Terra comporta-se como um gigantescom. Por volta de 1753, observaes de que relmpagos eram capazes de conferir propriedades magnticas a peas deferro sugeriam uma convergncia entre a eletricidade e o magnetismo, mas demorou ainda algum tempo at que arelao entre as duas cincias se tornasse clara.

Em 1600, William Gilbert, mdico da rainha Elizabeth I, foi o primeiro a distingir claramente entre fenmenoseltricos e magnticos. Foi ele quem cunhou a palavra eletricidade, derivando-a de "elektron" que significa mbar emgrego. Gilbert mostrou que o efeito eltrico no exclusivo do mbar, mas que muitas outras substncias podem sercarregadas eletricamente ao serem esfregadas.

Em 1729 Stephen Gray observou que era capaz de transferir a carga eltrica de um basto de vidro para uma bola demarfim pendurada por um barbante. Porm a transferncia de carga no ocorria se a bola era pendurada por um fiometlico. Da concluiu que o metal "levava embora" o fluido (carga). Gray concluiu que a maior parte das substnciaspodem ser classificadas de condutoras ou isolantes. Os condutores, como por exemplo os metais e solues inicas,permitem o fluxo livre do fluido, enquanto que os isolantes, como por exemplo a madeira, borracha, seda e vidro, nopermitem o fluxo do fluido.

Quando um basto de vidro friccionado por seda, ambos ficam carregados. Imagine a seguinte experincia. Duasbolas de isopor so suspensas por fios e colocadas prximas uma da outra. Ao tocar ambas as bolas com o basto devidro, ou ambas com seda, as bolas se repelem. Tocando uma das bolas com o vidro e a outra com seda elas se atraem.Baseado neste tipo de evidncia, Charles du Faye, em 1733, props que existem dois tipos de cargas, que soobservveis como "fluxos eltricos", e que as cargas iguais se repelem enquanto que as cargas diferentes se atraem. Otipo da carga do vidro foi chamado de "vtreo" e o tipo da carga da seda ou do mbar de "resinoso". du Fay acreditavaque estas cargas eram separadas pelo ato da frico.

Por volta de 1750 Benjamin Franklin props que um nico tipo de fluido flui de um corpo para o outro pela frico,designando de positivamente carregado o corpo que acumulou fluido e negativamente carregado o corpo que perdeufluido. Franklin realizou tambm a seguinte experincia: colocou duas pessoas, A e B, sobre um pedestal coberto degraxa para evitar a perda de carga. Depois de carregar um deles com o basto de vidro e o outro com o pano de seda,observou que um terceiro indivduo, C, aproximando-se de qualquer um deles causava o aparecimento de uma fasca.Contudo se A e B se tocavam, no havia fasca. Franklin concluiu que as cargas armazenadas no basto de vidro e naseda eram de mesma amplitude mas de sinais opostos e props ainda que a carga nunca criada ou destruda, massimplesmente transferida de um corpo para o outro. Hoje chamamos a esta propriedade de Conservao da Carga.

Em 1753, John Canton descobriu que possvel carregar um objeto metlico isolado eletricamente mesmo sem toc-lofisicamente com outro objeto carregado. Imagine por exemplo duas bolas metlica sobre pedestais isolantes, em contatoentre si. Aproxima-se um basto de vidro positivamente carregado de uma das bolas. Nesta situao, separa-se as duasbolas e afasta-se o basto de vidro. Canton observou que a bola prxima ao basto de vidro ficou carregadanegativamente, enquanto que a outra ficou carregada positivamente, e que a quantidade de carga armazenada era amesma nas duas bolas. Este fenmeno chamado de induo.

Durante todo o sculo XVIII uma srie de experincias foram realizadas, mas as observaes eram meramentequalitativas. O primeiro passo importante na quantificao das foras eltricas foi dado pelo qumico Joseph Priestley,descobridor do oxignio, em 1766. Poucos anos antes, Benjamin Franklin havia realizado a seguinte experincia. Eraconhecido que um copo metlico carregado era capaz de atrair um pequeno corpo descarregado e que este corpo neutrose carregava prontamente em contato com a superfcie externa do copo. Contudo, ao suspender uma pequena esfera de

cortia no interior de um copo metlico tapado carregado, constatou que no atuava nenhuma fora sobre a cortia. Eainda, colocando o corpsculo em contato com a superfcie interna do copo, ele no se carregava. A pedido de Franklin,Priestley confirmou tal resultado. A nica fora conhecida poca era a fora da gravidade, proporcional a 1/r2. Sabia-se tambm que a fora no centro de uma distribuio de massa na forma de uma calota esfrica seria nula. Por analogiaPriestley props que a fora eltrica deveria ser proporcional a 1/r2. Contudo, o trabalho definitivo sobre as foraseltricas creditada a Charles Auguste Coulomb. Em 1785 Coulomb realizou o seguinte experimento. Ele carregoucom uma quantidade de carga Q uma pequena bola de seiva vegetal ("pith") recoberta de ouro. Tocando-a com umaoutra bola idntica, sabia que cada uma delas ficaria com metade da carga (Q/2). Repetindo esse processo Coulomb foicapaz de obter vrias quantidades de carga. Para medir a fora entre as bolas ele valeu-se de uma balana de toro.Manteve uma das bolas fixas e a outra, num arranjo de halteres com um contrapeso, foi suspensa por um fio de sedaligado a um dinammetro. Coulomb descobriu que, mantendo as cargas constantes, a fora proporcional a 1/r2,enquanto que mantendo a distncia fixa, a fora proporcional ao produto das cargas. Ou seja,

F = kqQ/r2

onde k uma constante que vale:

k = 9.0 x 109 N.m2/C2

Durante o sculo XVIII os conceitos de diferena de potencial e corrente eltrica foram sendo desenvolvidos aospoucos. Contudo, um estudo mais sistemtico da correlao entre estas duas grandezas era dificultado por uma srie derazes. Uma das razes era a inexistncia de uma fonte de corrente contnua. At 1800, a nica forma para produziruma corrente eltrica era descarregar uma garrafa de Leyden ("Leyden jarr") atravs de um condutor. Naturalmenteisto produzia apenas uma corrente transitria. No se sabia tambm se o condutor era apenas um caminho atravs doqual passa o "fluido" eltrico ou se exercia algum outro papel ativo. Alm disso no existiam instrumentos de medidasde grandezas eltricas. Os investigadores precisavam usar seu corpo, lngua e olhos como detetores.

Vamos falar um pouco mais sobre a garrafa de Leyden. Nos primrdios dos estudos da eletricidade no existiam meiospara armazenar a eletricidade por perodos prolongados. Mesmo mantendo um corpo carregado sobre bases muito bemisoladas as cargas tendiam a desaparecer rapidamente. A perda do "fluido eltrico" (carga) era atribuda a alguma formade evaporao, de modo que procurava-se uma forma de "condensar" a carga. Em 1745, E. G. von Kleist, um clrigoalemo, imaginou que guardando a gua carregada numa garrafa seria possvel reduzir a perda de carga. Elecolocou gua numa garrafa de vidro, tampou-a com uma rolha e espetou um prego atravs da tampa, que entrava emcontato com a gua. Segurando a garrafa com uma das mos, conectou o prego a uma mquina de carregar "fluidoeltrico" por um certo tempo, antes de desconect-lo. Sendo um amador von Kleist cometeu o erro de no colocar agarrafa sobre uma superfcie isolante. Quando tocou no prego com a outra mo recebeu um tremendo choque. Maistarde ele descobriu que a garrafa pode manter-se carregada por longos perodos, desde que no seja mexido.

Outras pessoas tentaram reproduzir o experimento, sem sucesso, pois procediam da forma usual, isolando a garrafaenquanto a carregavam. Trs meses depois, em 1746, Pieter van Musschenbroek, um professor na Universidade deLeiden, percebeu que era necessrio segurar a garrafa tanto durante a carga quanto durante a descarga. Duranteo carregamento, o condutor interno carregado (a gua) induz uma carga oposta no outro condutor (a mo), que ficaconectado ao terra por meio de um condutor (o corpo). O choque sentido quando as cargas passam de uma mo para aoutra. O processo de descarga muito mais rpido que o de carga. Outros, logo perceberam que a gua poderia sersubstituda por bolinhas de chumbo. Mais tarde, as bolinhas de chumbo e a mo foram substitudas por folhas de metalcobrindo as superfcies interna e externa da garrafa de vidro. Depois, Benjamin Franklin substituiu a garrafa de vidropor uma placa plana de vidro. Finalmente, o mais simples destes dispositivos passou a ser duas placas metlicasparalelas separadas por ar. Surgia assim o "condensador", hoje mais conhecido como capacitor.

Em 1780 Luigi Galvani, fisiologista italiano, descobriu a "eletricidade animal" e realizava experincias sobre os efeitosda descarga eltrica atravs de tecidos animais, usando geradores eletrostticos. Ele havia dissecado um sapo e ocorreude estar tocando num nervo com um bisturi quando um gerador nas proximidades produziu uma descarga eltrica. Istofez com que os msculos do sapo se contrassem, mesmo sem haver contato eltrico entre o gerador e o bisturi, ou seja,por induo, um fenmeno que era desconhecido a Galvani. Ao invs de ater-se induo, no entanto, Galvani resolveuusar esta descoberta para outro fim. Ele observou que as pernas de um sapo pendurado por um nervo se contraamquando ocorria um relmpago e decidiu tentar medir a eletricidade existente com tempo bom e seco (fair-weather field),que era sabido existir. Ele prendeu a espinha do sapo num gancho de lato e pendurou o sapo numa grade de ferro.Quando nada ocorria por um bom tempo ele se impacientou e, enquanto remexia no arranjo, inadvertidamente tocou ogancho na grade, quando comeou a observar uma srie de contraes dos msculos do sapo. O mesmo efeito foiobservado quando o sapo foi colocado sobre uma mesa de ferro e o gancho foi colocado em contato com a mesa. Maistarde ele descobriu que outros pares de metais, como por exemplo Cu e Zn, eram tambm capazes de causar estascontraes. Ele publicou os resultados em 1791 e chamou o fenmeno de "eletricidade animal".

Alessandro Volta, da Universidade de Pavia, repetiu os experimentos e inicialmente aceitou a idia da "eletricidadeanimal". Ele observou que quando duas tiras de metal como por exemplo, prata e zinco eram unidas e as outrasextremidades eram colocadas em contato com a lngua, uma sensao definida de "gosto" era produzida. Volta, de fato,usou o gosto para classificar as propriedades eltricas dos metais. Em 1796 ele descobriu que placas de Cu e Zn ficamcarregadas pelo mero contato dos dois metais. Ele finalmente concluiu que o efeito dependia do uso de diferentes metaise que o tecido animal funcionava apenas como um meio condutor entre os dois. Numa tentativa de amplificar o efeito,empilhou vrios discos de Zn e Cu, mas no observou nenhum aumento do efeito. A capacidade de enguias eltricasproduzir choques eltricos era conhecida desde a poca dos gregos. Volta sabia tambm que os rgos eltricos destesanimais possuam uma estrutura laminar (de vrias camadas) intercaladas por fluido. Ele se valeu dessa evidncia eseparou os pares de discos de Zn e Cu com papel ensopado por soluo salina ou cida. Com este arranjo ele pdeproduzir vrias centelhas e incandescer fios metlicos. Em 1799 ele anunciou o invento da "pilha voltaica", que pelaprimeira vez permitiu gerar uma corrente contnua, o que foi de importncia fundamental para o estudo futuro doeletromagnetismo.

A primeira distino entre condutor e isolante havia sido feita por Stephen Gray, em 1729, conforme j foi descrito. Umavano importante na determinao da condutividade foi dada por Henry Cavendish, em 1772. Ele usou seu prpriocorpo como um detetor do choques produzido pela descarga de uma garrafa de Leydan. Por exemplo, ele descarregou agarrafa atravs de tubos preenchidos com gua potvel ou com gua do mar e ajustou o comprimento dos tubos at quea sensao de choque fosse a mesma nos dois casos, concluindo que a gua do mar 720 vezes mais condutora que agua potvel. Ele tentou tambm segurar com as mos fios metlicos por onde passava uma descarga eltrica paracomparar o quanto cada metal conduzia. Em 1827 Georg Simon Ohm conseguiu demonstrar que a diferena depotencial atravs de um dispositivo diretamente proporcional corrente atravs dele. o que conhecemos hoje comoa lei de Ohm. Dispositivos que seguem a lei de Ohm so conhecidos de ohmicos e aqueles que no seguem, de no-ohmicos.

As cincias da eletricidade e magnetismo desenvolveram-se isoladamente, at que em 1820 Hans Christian Oerstedencontrou uma conexo entre os dois fenmenos. Enquanto preparava uma aula, Oersted observou que uma correnteeltrica passando por um condutor era capaz de causar a deflexo na agulha da bssola. Surgia assim a cincia doeletromagnetismo. Mais tarde Oersted descobriu tambm que um m capaz de gerar uma fora sobre um fioconduzindo corrente. Michael Faraday realizou uma srie de estudos experimentais e sobre estes dados trabalhouJames Clerk Maxwell, que deu a forma matemtica do eletromagnetismo, as leis de Maxwell. A grande descoberta deMaxwell em eletromagnetismo a previso de que a luz uma onda eletromagntica e que sua velocidade pode serdeterminada por medidas puramente eltricas e magnticas. Em 1888, no artigo entitulado "On Electromagnetic Wavesin Air and Their Reflection", H. Herz prova experimentalmente as previses de Maxwell.

Em 1879 Edwin H. Hall, sob orientao do professor Henry Roland, da Universidade Johns Hopkins, efetuou a medidado que conhecemos hoje como efeito Hall, usando um condutor de cobre, e descobriu que a corrente eltrica nummetal devido ao fluxo de um fluido que possui carga negativa. Provou ainda que, ao contrrio do que Oerstedsugerira, um campo magntico exerce a fora sobre o fluido no condutor e no sobre o conduto.

Por volta de 1860 foi descoberto que uma grande diferena de potencial atravs de um ambiente contendo gs rarefeito(0,01 atm) causava fluoresncia do gs. O aparato para estes estudos era contido em tubos de vidro. Quando a pressoera ainda mais baixa (10-3 mm de Hg) o tubo como um todo ficava escuro mas observavam-se feixes luminoso de corazulada emanando do eletrodo negativo (catodo). Onde os "raios catdicos" invisveis atingiam a superfcie do tubo devidro observava-se a fluorescncia do vidro, que brilhava numa cor esverdeada ou azulada. Descobriu-se que o "raiocatdico" caminhava em linha reta, pois plaquetas de mica posicionadas no caminho do feixe, produzia uma sombra naparede de vidro. Nos idos de 1880 conhecia-se uma srie de fatos: (1) o raio era defletido por um campo magnticocomo se fossem cargas negativa; (2) o raio era emitido perpendicularmente placa do catodo, ao contrrio da luz queera emitido para todas as direes; (3) o raio carregava momento (uma vez que era capaz de girar pequenas hlices) eenergia (uma vez que era capaz de aquecer um corpo). No incio no se sabia se o "raio catdico" era uma ondaeletromagntica ou um fluxo de partculas carregadas. Heinrich Hertz tentou defletir o raio por meio de camposeltricos, aplicando uma tenso, inicialmente de 22 V, entre duas placas planas paralelas, sem resultados. Ao atingir 500V houve gerao de uma descarga entre as placas e os estudos foram interrompidos. P. Lenard, assistente de Hertz,descobriu que o raio era capaz de atravessar finas folhas de metal (2 m) e percorrer distncias de at 1 cm no ar. Comoas folhas metlicas no permitiam a passagem do gs de hidrognio, o menor dos tomos, ficava provado que o "raiocatdico" no era um feixe de tomos. Se os raios fossem feixes de partculas carregadas deveria haver gerao decampo magntico, mas Hertz no foi capaz de medir tal campo. Desse modo, a maioria dos cientistas alemesacreditavam que o "raio catdico" deveria ser algum tipo de campo.

Em 1895, J. Perrin, na Frana, foi capaz de coletar os raios num cilindro e mostrar que eles carregavam cargas negativa.Com um campo magntico defletindo o raio, foi capaz de evitar a coleta de carga, mostrando que o "raio catdico" eraconstitudo de partculas.

O aparato para estudar o "raio catdico" era o tubo de raio catdico (CRT -- Cathode Ray Tube). Em 1897 J. J.Thomson, em Cambridge, realizou uma srie de experimentos utilizando o CRT para estudar o eltron, que poca elechamava de "corpsculo". O CRT consistia de um catodo, onde o raio era gerado, e um anodo que possua um pequenoorifcio, para onde o raio era acelerado por meio de uma diferena de potencial aplicada entre os dois eletrodos. Oconjunto era montado dentro de uma cmara de vidro mantida a baixa presso. Na linha da trajetria do raio, o aparatopermitia aplicar um campo magntico conhecido e existia ainda um par de placas paralelas, onde se aplicavam tensesque geravam um campo eltrico defletor. Thomson conseguiu provar, de incio, que o raio podia ser defletido pelocampo eltrico. Isto foi possvel porque Thomson trabalhava com nveis de vcuo melhores que os usados por Hertz.Baseado nisso, Thomson realizou a seguinte seqncia de medidas: i) observar o ponto em que o feixe de cargas atingea tela do CRT quando nem o campo eltrico nem o campo magntico so aplicados; ii) observar o ponto em que o feixede cargas atinge a tela do CRT quando o campo magntico aplicado; iii) determinar a intensidade do campo eltriconecessrio para compensar o campo magntico, fazendo com que a posio observada em (ii) volte para a posio de(i). Para marcar as posies, a tela de vidro do CRT era coberto por um material fosforescente, como por exemplo, oZnS. Thomson sabia, pelo conhecimento do seletor de velocidade, que a velocidade da partcula era v = E/B. Avelocidade de suas partculas era de 3x107 m/s. Com isso Thomson foi capaz de determinar a relao q/m como sendode 1011 C/kg. Thomson utilizou vrios gases no interior do tubo, mas obtinha sempre o mesmo valor de q/m para o"corpsculo", concluindo que observava sempre a mesma partcula. Supondo ainda que este "corpsculo" tivesse amesma carga do on H+, concluiu que o "corpsculo" deveria ter uma massa pelo menos 1000 vezes menor que o menordos tomos, isto numa poca em que muitos cientistas ainda relutavam em aceitar a idia do tomo. Assim, o eltronfoi a primeira partcula subatmica descoberta pelo homem e marca o incio da eletrnica tal qual a conhecemos hoje.

Durante os sculos XVII e XVIII acreditava-se que tanto a matria quanto a carga eltrica fossem contnuas. Em 14 dedezembro de 1900, Max Planck apresentou o seu artigo "Sobre a teoria da lei da distribuio de energia do espectronormal" sobre a radiao trmica em que sugere pela primeira vez que esta radiao no seria um fluxo contnuo deenergia, mas sim um fluxo de pacotes de energia. Este trabalho considerado hoje a origem da fsica quntica clssica.

Em 1909 R. Andrew Millikan demonstrou que a carga eltrica tambm quantizada e o valor de uma carga aproximadamente de:

e=1,602x10-19 C

Em 1900 Drude sugeriu que num metal a conduo de corrente feita por uma nuvem de eltrons e desenvolveu todauma teoria de conduo trmica e eltrica, aplicando a teoria cintica dos gases. A teoria cintica dos gases supe queas molculas de gases so esferas slidas idnticas que se movem em linha reta at colidir com uma outra molcula dogs. Drude sups adicionalmente que as cargas positivas pertenciam a partculas muito mais pesadas que o eltron, queeram consideradas imveis.

No modelo de Drude supunha-se que os eltrons possuam uma distribuio de velocidade eletrnica dada peladistribuio de Maxwell Boltzmann. Pouco tempo depois de Pauli apresentar o seu princpio da excluso, isto , quedois eltrons no podem assumir exatamente a mesma energia, Sommerfeld aplicou a mesma idia ao modelo de Drude.Isto implicava em aplicar a distribuio de Fermi-Dirac, o que ajudou a corrigir uma srie de falhas do modelo deDrude. O modelo de Sommerfeld ainda deixava de explicar muitas observaes experimentais. As razes para as falhaseram algumas hipteses que eram assumidas no modelo. Hoje sabe-se que as principais fontes dos erros de predioeram as seguintes hipteses: i) aproximao de eltron livre; ii) aproximao de eltrons independentes; iii)aproximao de tempo de relaxao nula.

Neste meio tempo, o modelo do tomo foi tambm sendo desenvolvido:

1. Em 1904 Thomson apresentou o modelo de um tomo como sendo uma espcie de "pudim de passas", umadistribuio contnua de carga positiva contendo eltrons de carga negativa.

2. Em 1911 Ernest Rutherford apresenta o modelo de um tomo contendo um ncleo de carga positiva circundadapor eltrons.

3. Em 1913 Niels Bohr prope que as "rbitas" dos eltrons so quantizadas e que os raios atmicos so multiplosde 2h, onde h a constante de Planck. Com isso explica os espectros atmicos.

4. Em 1925 Erwin Schredinger desenvolve a equao de Schredinger e o conceito da funo de onda.5. Resolve a equao de Schredinger no caso de um eltron confinado num potencial eletrosttico de um prton e

consegue determinar os mesmos nveis de energia previstos pelo modelo de Bohr para o tomo de hidrognio.

Simultaneamente adquiria-se tambm uma srie de conhecimentos a respeito da radiao eletromagntica, como a suadualidade onda partcula (fton), da quantizao dos ftons, bem como das diferentes formas como a radiaoeletromagntica e a matria interagem. Um destes conhecimentos era o espectro atmico que era explicado pelo modeloatmico de Bohr.

Por outro lado, em 1913 W. H. Bragg e W. L. Bragg se valiam do raio X para estudar a cristalografia dos slidos, isto ,o arranjo dos tomos num slido. Foi descoberto que alguns slidos, como por exemplo os cristais inicos, formavamredes peridicas tridimensionais. Como os ons de uma rede cristalina perfeita so arranjados como uma rede peridicaregular, passou se a considerar um potencial peridico e o comportamento de um eltron em tal potencial. Este estudo(Teorema de Bloch) leva concluso de que num potencial peridico os eltron podem apresentar energias apenasdentro de certas faixas de energia, ou seja, prev que existem bandas de energia permitidas (como as bandas de valnciae de conduo), com bandas de energia proibida entre elas. O estudo da condutividade de um eltron num potencialperidico foi tambm feito supondo que o eltron no uma partcula, mas sim, um pacote de onda com o nvel deeltron livre. Esta aproximao chamado de modelo semi-clssico, cujo resultado mais expressivo a previso daexistncia das lacunas.

Histria do Semicondutor

Os primeiros estudos sistemticos das propriedades retificadoras de um sistema metal-semicondutor atribudo a F.Braun, que em 1874 percebeu a dependncia entre a resistncia e a polaridade da tenso aplicada, bem como dacondio da superfcie. A medida DC da resistncia em certos cristais diferia em at 30% dependendo do sentido dapolarizao do cristal

Outro caminho levou tambm descoberta do semicondutor, o que comea em 1888, quando H. Hetz verifica aexistncia de ondas sem fio ("wireless waves"). Jagadish Chandra Bose, cientista indiano, efetuou experincias comonda curta de 60 GHz (milimtrica), com o objetivo de medir as propriedades pticas destas ondas. Bose inventou oprimeiro detetor com diodo com contato em ponto estado-slido (provavelmente inventado entre 1899 e 1900, epatenteado em 1904 nos EUA). Estudos subseqentes levaram estrutura "ferro-mercrio-ferro", que tornou-se famosoquando foi usado por Marconi para receber a primeira transmisso transatlntica, em 1901.

O retificador de contato de ponto teve aplicao prtica em vrias formas, comeando em 1904. Em 1931, A. H. Wilsonformulou a teoria de transporte em semicondutores baseado na teoria de bandas dos slidos. Esta teoria foi entoaplicada para os contatos metal-semicondutor. Em 1938, Schottky sugeriu que uma barreira de potencial poderia sercriada devido a cargas espaciais estveis no semicondutor, sem a necessidade de existir uma camada qumica. O modeloque se originou desta idia conhecido como a Barreira Schottky. Em 1938 Mott apresentou tambm um modeloterico para contatos metal-semicondutor depletado (swept-out), que conhecido como a barreira Mott.

A estrutura MIS (Metal Insulator Semiconductor) foi inicialmente proposto como um capacitor varivel por tenso,em 1959, por J. L. Moll e por W. G. Pfan e C. G. B. Garret. Suas caractersticas foram estudados por D. R. Frankl(1961) e por R. Lindner (1962). O diodo MIS foi empregado inicialmente para estudar a superfcie do xido de silciocrescido termicamente, onde destacamos estudos de L. M. Terman e outro de K. Lehovec e A. Slobodskoy.

O princpio de acoplamento de cargas foi apresentado pela primeira vez em 1970 por W. S. Boyle e G. E. Smith. Aindaem 1970, G. F. Amelio, M. F. Tompsett e G. E. Smith demonstratram o primeiro dispositivo de acoplamento de carga(CCD).

O princpio do FET (Field Effect Transistor -- Transistor de Efeito de Campo) havia sido proposto por J. E. Lilienfeld(1930) e O. Heil (1935). Posteriormente a estrutura foi estudada por W. Schockley e G. L. Pearson (1948). Em 1960 D.Kahng e M. M. Atalla propuseram e fabricaram o primeiro MOSFET usando xido de silcio crescido termicamente.

A teoria bsica relao entre tenso e corrente de uma juno pn foi desenvolvida por W. Schockley (1949). A teoriafoi extendida posteriormente por C. T. Sah, R. N. Noyce e W. Schockley (1957) e por J. L. Moll (1958).

Alguns dos marcos no desenvolvimento da tecnologia so:

1. juno de liga (R. N. Hall e W. C. Dunlap (1950))2. tcnica de juno crescida (G. K. Teal, M. Sparks e E. Buehlor (1951))3. purificao por zona (W. H. Pfann (1952))4. difuso (M. Tanembaum e D. E. Thomas (1956))5. crescimento epitaxial (H. C. Theuerer, J. J. Kleimack, H. H. Loar e H. Christenson (1960))6. tecnologia planar (J. A. Hoerni (1960))7. beam-lead (M. P. Lepselter (1966))8. implantao inica (W. Schockley (1954))9. litografia e corroso a seco (E. F. Labuda e J. T. Clemens (??))

O transistor (transfer resistor) foi inventado por um time de pesquisadores da Bell Labs em 1947. Antes de 1947 ossemicondutores eram usados apenas como termistores, fotodiodos e retificadores. Em 1948, John Bardeen e WalterBrattain anunciaram o desenvolvimento do transistor de contato de ponto. Em 1949 William Schockley publicava o

clssico artigo sobre diodos e transistores de juno.

Referncias:

1. Harris Benso, "University physics", John Wiley, 1991, New York;2. David Halliday e Robert Resnick, "Fundamentals of Physics", Third Edition, John Wiley, 1988, New York;3. Allen Mottershead, "Introduction to electricity and electronics, 2nd. Edition, John Wiley, 1986, New York;4. S. M. Sze, "Physics of semiconductor devices"; 2nd Edition, John Wiley, 1981, New York;5. Robert Eisberg e Robert Resnick, "Fsica quntica", Editora Campus, 1979, Rio de Janeiro;6. Neil W. Ashcroft e N. David Mermin, "Solid state physics", Sounders College, 1976, Fort Worth.