对于本年度的诺贝尔物理学奖而言，硅是比黄金更为恰当的材料。因为今年荣获诺贝尔物理学奖的3位科学家都是利用硅材料作出了他们杰出的成就。他们分别是：达拉斯德州仪器公司的杰克，基尔比（Jack Kilby，见上图）、加州大学圣巴巴拉分校的赫伯特 · 克勒默（Herbert Kroemer）以及圣彼得堡A · F · loffe物理技术研究所的泽罗斯 · 阿尔费洛夫（Zhores Alferov）。计算机、手机以及CD机都有赖于他们所创造出的这项技术。

硅技术到现在e经有很久的历史了。早在1947年的晚些时候，贝尔实验室的科学家们就发明了晶体管，它预示着计算机时代的到来。约翰 · 巴丁（John Bardeen）、沃尔特 · 布拉顿（Walter Brattain）以及威廉 · 肖克利（William Shockley）也由于此项发明而荣获1956年度诺贝尔物理学奖。但是，他们所发明的晶体管并不是很理想。尽管这些晶体管比起电子管来要更为小巧，工作性能也更为可靠，但是即使是最原始的计算机所需要的电路板，也需要焊上成千上万的晶体管和其他电子元件。基尔比回忆说：“在当时，人们只能想象这种无法造出的电子设备，因为它们太昂贵，太笨重，太不稳定了。”

基尔比没有采取把许多单个的晶体管焊接在一起这种方法，而是采用了一种把所有的电路元件一起安置在一层半导体（如锗或硅）晶片上的方法。他先把一块锗晶片上的某些部分涂上黑蜡，然后把锗晶片放在酸液中。这样，没有被黑蜡保护的部分被腐蚀掉了。利用这种方法，他在锗晶片上刻出了晶体管、电阻、电容以及其他电器元件——所有这些都被组装在一块晶体上。这种集成电路避免了大量的劳动，不受空间局限，并且解决了质量控制问题。质量控制问题一直以来都是通过单个晶体管来组配电路板时所无法解决的难题。基尔比和他的一个竞争者，也就是已故的英特尔公司的罗伯特 · 诺伊思（Robert Noyce）、被公认为是集成电路的发明者；而正是集成电路的发明，才加速了计算机革命的步伐。

克勒默改进了最初的晶体管，使之速度更快、效率更高。他也因此而荣获了诺贝尔物理学奖。他的这项发明的关键是调整了半导体中带负电的电子电流和带正电的空穴（电子所腾出的空位）电流。虽然只有电子带电，但是空穴的行为就仿佛是一种带有正电的粒子的行为一样。

在普通的晶体管中，当电子沿着一个方向运动时，空穴就会沿着相反的方向运动。但不幸的是，空穴的反向电流越大，晶体管的放大倍数就越小，这样晶体管的性能就会大打折扣。异质结二极管利用两种互补的半导体（如砷化镓和砷化铝镓）解决了这个难题；而在传统的晶体管中，只用了一种半导体（如硅）。在异质结二极管中，电子可以很容易地从一种半导体运动到另一种半导体中，但是空穴却不能（当然，反之亦然，这主要取决于半导体的结构）。

然而，更重要的是克勒默认识到——正如阿尔费洛夫所做的那样——这些异质结的半导体可以产生激光。通过恰当地排放这些材料，可以形成一个电子-空穴势阱，电子和空穴可以跑入势阱，但却不可以跑出势阱。当一个电子和一个空穴在势阱中相遇时，它们就会复合，从而发射出光来；而这些光反过来又可！以诱发更多的束缚电子和空穴进行复合。这很像传统的激光，不同的是它可以由半导体来产生。

克勒默和阿尔费洛夫的奇思妙想导致了无线电人造卫星、手机基站、光导纤维，以及CD机的巨大发展。

[Science，2000年10月20日]