1945 年,贝尔实验室的肖克利从原理出发,设想了一种固体放大器。一层很薄的半导体放在绝缘支撑上,上方平行放置一块金属板,两者构成电容。
金属板加上电压,半导体内可以自由运动的电子或空穴会在电场作用下涌向表面,薄层的导电能力随之改变。用微弱的信号控制金属板上的电压,就能控制流过半导体的电流。
按这个设想做成的样品,测不到预期的效应。巴丁给出了解释:半导体表面存在大量表面态,电场感应出的电荷被表面态俘获,无法参与导电。
研究表面态的实验,在 1947 年带来了点接触晶体管。直到 1959 年,热氧化使硅的表面态大幅减少,场效应晶体管才真正做成。
场效应的原理在 1945 年已经成立。此后十四年,难题一直在硅的表面。