대한민국은 수출로 먹고 살아야 하는 나라다. 그런 대한민국의 대표 수출품은 반도체와 석유화학 분야다.그래서인지 언제가 부터 고등학교 교과서에도 반도체의 기본적인 구조가 실리기 시작했다.가르치는 입장에서는 아무리 주요 수출품이라지만 응용과학을 교과서에 실을 필요가 있을까 싶기는 했다. " 반도체 혁명" 이란 제목의 책은 그런 이유로 호기심을 끌었다. 물리를 몹시 사랑하는 정완상 교수는 반도체를 중심으로 반도체라는 응용물질이 탄생하기 까지의 과정과 반도체 물리학의 토대가 되는 분야들을 이 책에서 함께 설명하고 있다. 대화체의 내용으로 비교적 읽기 편하게 책은 구성되었고 뒤에는 아인슈타인 등 쟁쟁한 학자들의 실제 논문이 실려 있다. 대화체를 사용하긴 했지만 수식이 자주 등장할 수 밖에 없다. 그래서 뒤에서는 과학수식에서 자주 사용하는 문자들도 안내해준다. 굉장히 쉽게 설명하기 위해 애쓴 흔적이 여러 군데에서 보이긴 했지만 어쩔 수 없이 어렵다. 수식을 최대한 절제하고 집필한 물리 분야 입문서도 만만치 않은데 응용분야를 다루는 만큼 수많은 수식은 어쩔 수 없는 부분인 것 같다.수식이 많이 나오긴 하지만 굳이 이해하려 애쓰지 말고, <알아 볼 수 있고 읽을 수 있을 만큼만 > 읽어도 많은 것을 배울 수 있는 책이었다. 반도체가 중심인 책이니 반도체의 발전 위주로 정리해보자면 제일 먼저 고체에 대한 설명이 있다. 먼저 재료적 특징에 따라 금속과 비금속 그리고 세라믹으로 구분한다.다시 고체는 전기적 특성에 의해 도체(전기를 통하는 물질)과 부도체로 구분되었다.1729년 영국의 스티븐 그레이라는 사람이 도체라는 명칭을 처음 사용했다고 한다. ( 도체와 부도체의 중간적인 전기 저항성이 있는 물질을 반도체라고 부르는데 도체, 부도체와 달리 반도체는 온도가 상승하면 전기 저항이 낮아지는 특징을 보인다ㅡ 콜라과학쌤 설명 )반도체의 주요 소재는 실리콘과 저마늄이다.실리콘은 베르셀리우스가 발견했다.베르셀리우스는 스웨덴의 과학자로 현재 사용하는 원소기호를 제안한 사람으로도 유명하다. 라부아지에와 게이 뤼삭처럼 교과서에도 이름이 실리는 쟁쟁한 과학자들도 화합물에서 실리콘을 분리하려고 했지만 실패했었다. 1824년에서야 베르셀리우스애 의해 인류는 순수한 실리콘을 얻을 수 있었다. 반도체의 또다른 주요 재료인 저마늄(게르마늄)은 독일의 빙클러가 발견했다고 한다. 이 후 양자역학을 고체 물리에 적용한 블로흐,크로니크,페니, 윌슨의 연구 덕분에 도체와 반도체 그리고 부도체의 원리를 알아내게 되었다. 고등학교 물리학 1에서도 위 그림을 볼 수 있다. 고등학교 2학년에서 배우게 되는데 고등학교 과학교과서에서는 전도대의 전자들을 자유전자라고도 부른다. (순수하게 실리콘(또는 저마늄)으로만 이루어진 순수 반도체에 의도적으로 다른 원소를 첨가하는 것을 도핑 (doping)이라고 부른다. 도핑과정을 거쳐서 불순물 반도체가 될 경우 반도체보다 도체에 가까워지게 된다. 실리콘과 저마늄은 14족 원소인데 13족을 도핑하면 전자가 하나 부족한 양공이 발생하여서 +전하 운반체인 n형 반도체가 된다. 반대로 15족 원소를 도핑하면 -전하 운반체인 p형 반도체가 된다 - 콜라과학쌤 설명)다이오드diode는 두 개의 단자를 가진 전자부품이다. 한 쪽에 낮은 저항을 다른 한쪽에는 높은 저항을 둬서 전류가 한쪽으로만 흐르도록 하는 "정류효과"를 가진 부품이다. 열에 의해서 전극에서 방출된 열전자를 이용한 열전자 다이오드는 1800년대 말에 만들어졌다. 그리고 드디어 반도체 다이오드가 등장하는데 1874년이었다. 브라운관을 발명한 독일의 브라운이 화합물 반도체를 이용해서 만들어냈다. 또한 미국의 러셀올이 고등학교 과학 교과서에도 실리는 p-n 접합 의 정류현상을 발견하고 최초의 반도체 다이오드가 만들어졌다. 정류현상은 바람직하지만 진공관을 사용하면 몸집이 커져야만 했다. 이 때에 전자제품들을 소형화시키는 기술이 소개된다. 트랜지스터다.트랜지스터는 바뀜을 뜻하는 trans와 저항을 뜻하던 resistor가 합쳐진 단어로 전자회로에서 증폭이나 스위칭을 담당한다. 이 트랜지스터를 만들어낸, 바딘,쇼클리 , 브랜튼을 "트랜지스터의 삼총사"로 불린다. 그 이후 잭 킬비와 로버트 노이스는 집적회로까지 만들어서 지금까지 이른다.에디슨이 열전자 방출현상에 대해 많은 연구를 했다는 사실이 새삼스러웠고 반도체의 역사에 우리나라의 강대원 박사님이 계셔서 반갑기도 했다. 강대원 박사님 덕분에 우리 나라가 반도체 강국이 될 수 있었다고 한다. 그 대단한 플레밍이 맥스웰의 전자기학 강의가 어려웠다고 고백했다는 설명에는 플레밍이 인간적으로 느껴지기도 했다. 아인슈타인이 통계역학의 창시자 중의 한명이라는 설명에는 천재의 한계는 어느 정도일까를 생각하기도 했다. 전체적인 내용은 저자가 작가의 말에서도 남겼듯이 물리학과 2, 3학년 정도의 학생에게 맞춰진 책이다. 간만에 매우 반듯하게 정자세로 과학책을 읽을 수 있었다. 오랜만에 만나는 각종 방정식들은 추억보정의 효과로 처음엔 반가웠지만 아주 열심히 읽지는 않았음을 고백한다.개인적으로 오리지널 논물을 볼 수 있어서 좋았다. 정말 허접한 논문을 쓰고 학위를 받았다. 그 논문을 쓰는데도 엄청나게 고생했던 기억이 있다. 논문을 많이 쓰지 않아서이기도 했지만 내 학문적 역량의 부족문제가 더 큰 원인이었을 것이다.빛나는 결과물을 가진 논문을 만들어낸 모든 과학분야의 영웅들에게 존경을 보내고 싶다. ㅡ 출판사로부터 도서를 제공받은 후 주관적으로 적은 후기입니다.ㅡ #반도체혁명 #정완상 #성림원북스 #노벨상수상자들의_오리지널논문으로배우는과학 #세상에서가장쉬운과학수업#대학교물리 #반도체 #반도체소재의발명부터 #트랜지스터발명까지#반도체물리학 #컬처블룸서평단 #책읽는과학쌤#네이버블로그_콜라에취한마녀