전기 신호를 무엇으로 켜고 끌까?

그때 그곳

전화망과 초기 컴퓨터는 진공관으로 신호를 켜고 껐습니다. 진공관은 유리로 되어 있어 깨지고, 필라멘트를 달궈야 해서 뜨겁고 전기를 많이 먹고, 수명이 짧았습니다.

초기 컴퓨터 에니악은 진공관 1만 7천 개를 썼고, 관 하나가 나가면 멈췄습니다.

왜 이 질문이었나

벨 연구소는 고체 안에서 같은 일을 할 방법을 찾고 있었습니다. 실마리는 반도체였습니다. 도체도 부도체도 아닌 물질인데, 불순물을 아주 조금 섞으면 전기를 흘리는 성질이 달라집니다.

왜 그런지는 양자역학이 설명합니다. 원자가 규칙적으로 늘어서면 전자가 가질 수 있는 에너지에 층이 생기고, 그 층 사이의 틈을 어떻게 다루느냐로 흐름을 조절할 수 있습니다.

알아낸 것

1947년 12월, 바딘과 브래튼이 게르마늄 조각에 금박을 접촉시켜 작은 신호로 큰 신호를 조절하는 데 성공했습니다. 이듬해 쇼클리가 더 튼튼한 구조를 내놓았습니다.

이것이 지금 컴퓨터 안에 들어 있는 스위치입니다. 켜짐과 꺼짐, 곧 1과 0을 만드는 물건이죠. 최신 칩 하나에 이 스위치가 수백억 개 들어갑니다.

양자역학이라는, 처음엔 실용성과 무관해 보였던 이론이 여기서 산업이 됩니다.

이 카드에 나온 말

반도체