二极管的发明历程

二极管的发明历程

二极管是现代电子技术中不可或缺的基础元件，其发明历程见证了人类科技发展的重大进步。从19世纪末的早期发现，到20世纪初真空二极管的问世，再到半导体二极管的诞生和发展，二极管技术不断演进，为现代电子工业奠定了重要基础。

二极管的发明历史经历了多个重要阶段：早期发现阶段、真空二极管发明、半导体二极管起源、半导体二极管发展、后续发展

早期发现阶段

1873年

弗雷德里克·格思里发现，当加热一个接地的金属盘时，其旁边带正电的验电器会逐渐流失电荷；而当金属盘靠近带负电的验电器时，则不会有电荷流失。这表明加热的金属阴极可表现出单向导电特性。

1880年

爱迪生也发现了类似的现象，但当时他并不了解格思里的工作。

真空二极管发明

1904年

英国物理学家弗莱明根据“爱迪生效应”发明了世界上第一只电子二极管——真空电子二极管，并在英国申请了专利。这种二极管依靠阴极热发射电子到阳极实现导通，电源正负极接反则不能导电。不过，早期的真空二极管存在体积大、需预热、功耗大、易破碎等问题。

半导体二极管起源

1874年

卡尔·布劳恩发现某些金属硫化物（半导体）在与金属接触后，会表现出一定的单向导通特性，并制成了首个固态半导体检波器，这其实是一种肖特基二极管的雏形。

1940年

贝尔实验室的科学家们通过合理调控半导体中的掺杂杂质类型和浓度、选择具有合适费米能级的金属材料，制备出了性能更好的肖特基二极管、pn结二极管。

半导体二极管发展

1947年

贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿在半导体二极管中增加了一个电极，形成了集电极、基极、发射极三极结构，进而制备出了第一个半导体晶体管。这一发明为现代半导体电子技术的发展奠定了重要基础，也推动了二极管技术的进一步发展。

后续发展

20世纪80年代后

随着半导体器件制作工艺技术的发展，肖特基势垒二极管的发展逐步走向成熟。

2007年

中国科学院物理研究所研究员胡江平与香港科技大学教授戴希等，在理论上提出利用电子、空穴掺杂超导体构造的约瑟夫森结来实现超导二极管效应，也称约瑟夫森二极管。

2022年

中国科学院金属研究所的科研人员提出了一种光控二极管，通过异质结的设计与构筑，器件获得了新型光电整流特性。