«Можно смело сказать, — писал Иоффе, — что полупроводники призваны сделать революцию в технике производства, равную по значению той революции, которую совершило расщепление атомного ядра».
Из всего широкого круга применения полупроводников самого Иоффе больше всего привлекали их энергетические возможности. Энергетика без машин, прямое, без посредников, преобразование тепла или ядерной энергии в электричество, а говоря «научно» — теория термоэлектричества и практика создания полупроводниковых термоэлементов, — такова область приложения сил Иоффе и большой группы его учеников в последние десятилетия.
Что такое термоэлектричество? Из самого названия видно, что это электричество, возникшее за счет теплоты.
Вот схема или простейший тип термоэлемента: соединим в кольцо два проводника из разных металлов. Один контакт оставим при комнатной температуре, а другой будем нагревать. По кольцу пойдет ток.
Открытие термоэлектричества началось с научного курьеза. Полтораста лет назад немецкий ученый Зеебек наблюдал это явление в чистом виде, но не понял или не захотел понять его. Открытый им эффект он назвал «магнитной поляризацией металлов и руд, вызванной разностью температур», всячески подчеркивая связь между теплотой и магнетизмом, не желая замечать истинного виновника этой связи — электрического тока.
Первая четверть XIX века была богата открытиями в области электричества и магнетизма. Эрстед обнаружил отклонение магнитной стрелки под действием тока, исследования Ампера, Био и Савара показали, что электрический ток — первопричина магнитных явлений. Действительно, всякий раз, когда течет ток, возникает магнитное поле; поэтому изменение тока при нагревании контакта вызывает изменения магнитного поля. Меняющееся же магнитное поле каждый раз отклоняет магнитную стрелку на угол, соответствующий его величине.
А Зеебеку такое естественное объяснение казалось модным, но ненаучным, и он всеми силами боролся с ним. Он пытался установить связь между теплотой и магнетизмом даже в «планетарном масштабе» и объяснить земной магнетизм разностью температур между экватором и полюсом или между южными вулканами и полярными льдами. «Видимо, эта гипотеза была ближе его сердцу, чем открытие еще одного источника электрического тока», — замечает Иоффе.
Такая предвзятость позиции не помешала, однако, Зеебеку провести скрупулезные экспериментальные исследования большого количества металлов — твердых и жидких, чистых и сплавов, а также минералов и полупроводников, и накопить обширный фактический материал. Примечательно, что наибольший термоэффект был обнаружен как раз у полупроводниковых материалов, но на это никто не обратил внимания ни тогда, ни много позже.
