محمد عطا الله.. المهندس المصري مخترع الموسفت ترانزستور

يعتبر المهندس المصري محمد عطا الله أحد أهم رواد صناعة الإلكترونيات في العالم، فهو مخترع الموسفتر بترانزستو، والذي أحدث ثورة في عالم التكنولوجيا، وأصبح هذا الاختراع حجر الأساس للعديد من الأجهزة الإلكترونية التي نستخدمها اليوم بدءًا من الهواتف والحواسيب وصولًا إلى الأجهزة الطبية، وغيّر اختراعه وجه العالم، في السطور التالية تعرف على إنجازاته العلمية وأهمية اختراعه.

من هو المهندس محمد عطا الله؟

محمد محمد عطا الله هو مهندس وفيزيائي ومخترع ورجل أعمال مصري أمريكي، ولد في 4 أغسطس عام 1924 في بورسعيد في مصر، واشتهر بكونه أحد المخترعين الرئيسيين في تطوير تقنية أشباه الموصلات، التي شكلت أساسًا للتقدم في صناعة الإلكترونيات.

درس عطا الله في كلية العلوم في مصر، ثم انتقل إلى الولايات المتحدة الأمريكية لإكمال دراسته، وحصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء، ثم عمل في عدة مختبرات أمريكية، منها مختبرات "بيل" خلال الخمسينات.

خلال عمله في هذه المختبرات، ساهم في تطوير ترانزستور تأثير المجال، أو فيما يعرف باسم الموسفت ترانزستور، وهو واحد من أهم الاختراعات التي مكنت من صنع الأجهزة الإلكترونية الحديثة، مثل الحواسيب، والهواتف المحمولة.

لم تقتصر إنجازات عطا الله على هذا الأمر فحسب، بل عمل على تطوير مفهوم السطح المؤكسد الذي أدى إلى صناعة الدوائر المتكاملة، وهو ما أحدث ثورة في عالم الإلكترونيات وزيادة القدرة على تصغير حجم الأجهزة الإلكترونية بشكل كبير، لذا يعتبر واحد من رواد التكنولوجيا الحديثة في مجال الإلكترونيات.

نشأته وتعليمه

ولد محمد عطا الله في بورسعيد في مصر، ودرس في جامعة القاهرة، حيث حصل على درجة البكالوريوس في العلوم، وانتقل بعدها إلى الولايات المتحدة لدراسة الهندسة الميكانيكة، حيث التحق بجامعة بيردو، وحصل على درجة الماجستير، ثم درجة الدكتوراه في الهندسة الميكانيكية.

كانت أطروحته للماجستير بعنوان "التدفق عالي السرعة في الناشرات المربعة"، أما أطروحته للدكتوراه، فكانت بعنوان "التدفق عالي السرعة القابل للضغط في الناشرات المربعة".

اكتشافات مبكرة

بعد إتمام دراسة الدكتوراه في جامعة بيردو، عمل عط االله في مختبرات بيل للهاتف عام 1949، وكانت مهمته هو البحث عن حلول للمشاكل المتعلقة بالمرحلات الكهروميكانيكية، كما عمل على شبكات الهاتف ذات الدوار المبدلة.

مع ظهور الترانزستور، انتقل عطا الله للعمل في مختبر موراي هيل، وهنا قاد فريق بحثي صغير الترانزستورات عام 1956، وخلال هذه الفترة أثبت قدرته على التعلم، وأظهر مستوى عال من المهارة.

رغم أن عطا الله درس الهندسة الميكانيكية، إلا أنه خلال العمل في مختبر موراي هيل تمكن من تعلم الكيمياء الفيزيائية وفيزياء أشباه الموصلات، وقاد فريقه البحثي بنجاح.

قاد عطا الله بعدها فريق بحثي صغير مكون من عدد من الباحثين الجدد، وبسبب خلفيته الميكانيكية، وتكوينه فريق من باحثين جدد، لم يتم أخذ إنجازاته وإنجازات فريقه على محمل الجد، رغم إظهاره مهارات متقدمة في الكيمياء الفيزيائية وفيزياء أشباه الموصلات.

حقق عطا الله مع فريقه تقدمًا كبيرًا في تكنولوجيا أشباه الموصلات السيليكونية، وحقق تقدمًا كبيرًا في تطوير عملية التخميد السطحي لجعل سطح أشباه الموصلات خاملة، ولا يغير من خصائصه نتيجة التفاعل مع الهواء أو المواد الأخرى.

اكتشف عطا الله من خلال أبحاثه أن تكوين طبقة ثانية أكسيد السيليكون المزروعة حراريًا يقلل من تركيز الحالات الإلكترونية على سطح السيليكون، كما اكتشف أهمية أغشية ثاني أكسيد الكربون لمنع الخصائص الإلكترونية من التدهور بسبب البيئة المحيطة.

تمكن محمد عطا الله من خلال أبحاثه أيضًا من التغلب على حالات السطح التي تمنع الكهرباء من الوصول إلى الطبقة شبه الموصلة. نشر عطا الله نتائج أبحاثه لأول مرة عام 1957، ثم قدم عمله في اجتماع الجمعية الكهروكيميائية في العام التالي.

خلال مؤتمر أبحاث أجهزة أشباه الموصلات، تم الإشادة بإنجازات عطا الله وفريقه، حيث وصفت اكتشافاته بأنها علامة فارقة في مجال السطح. واصل عطا الله إجراء تحسينات أخرى على اكتشافاته.

اختراع الموسفت ترانزستور

أصبحت تقنية التخميد لترانزستور السيليكون التي ابتكرها محمد عطا الله بواسطة أكسيد حراري هي الأساس للعديد من الاختراعات المهمة منها ترانزستور موسفت، التي تعد من الاختراعات الرائدة في مجال التكنولوجيا.

طوّر عطا الله عملية أكسد المعدن وشبه الموصل، ثم اقترح أن يتم بناء ترانستور التأثير الميداني من أكسيد المعدن والسيليكون، وقد تعاون معه العالم الكوري داون كانج.

في عام 1960، توصل عطا الله، وكانج لأول مرة إلى "الترانزستور موسفت"، الذي أتاح بناء شرائح دوائر متكاملة عالية الكثافة؛ وذلك بفضل قابلية التوسع واستهلاك أقل للطاقة، وكثافة أعلى من الترانزستورات ثنائية القطب.

في عام 1962، صنّع عطا الله وكانج ترانستور نانوني بقاعدة معدين وشبه موصلة، والذي يحتوي على طبقة معدنية بسمك نانومتري محصور بين طبقتين شبه موصلتين، حيث يشكل المعدن القاعدة، وتشكل أشباه الموصلات الباعث والمجمع.

كان الجهاز قادرًا على تردد تشغيل مرتفع مقارنة بالترانزستورات الأخرى؛ وذلك بفضل مقاومته المنخفضة، وأوقات العبور القصيرة في قاعدة النانو المعدنية الرقيقة.

اختراعات وإنجازات أخرى رائدة

بعد اختراع موسفت ترانزستور، واصل محمد عطا الله أبحاثه، وساعد في تطوير تقنيات أخرى، حيث ابتكر نظرية الصمام الثنائي شوتكي مع الباحث الكوري كانج، ونشرا نتائجهما عام 1962، وكان أحد أول الترانزستورات ذات القاعدة المعدنية، وكان لها دور بارز في تصنيع الخلاط.

في عام 1962، انضم عطا الله إلى شركة هيوليت باكارد HP، وشارك في تأسيس الشركة، كما زودها بقدرات الحالة الصلة الأساسية، كما كان مدير أبحاث أشباه الموصلات في الشركة.

تعاون عطا الله مع الباحث روبرت جيه آرتشر، وطورا معًا الترسيب الفراغي في المعدن، والذي كان له الفضل في التغلب على معظم مشاكل التصنيع المتعلقة بأشباه الموصلات. كان له الفضل أيضًا في تقديم تقنية أساسية مستخدمة في تصنيع الميكروويف.

في عام 1969، غادر عطا الله شركة HP، واتجه للعمل في شركة Fairchild Semiconductor، حيث شغل منصب نائب الرئيس والمدير العالم لقسم الميكروويف والإلكترونيات الضوئية، وواصل أبحاثه في الثنائيات الباعثة للضوء، وقد غادر الشركة عام 1972.

صندوق عطا الله

في عام 1972، بدأ محمد عطا الله رحلته في ريادة الأعمال، وترك العمل في أشباه الموصلات، واتجه في الاستثمار في مجال أمن البيانات والتشفير، وأسس شركة عطا الله تيكنوفيشن، والتي سميت فيما بعد باسم شركة عطا الله، وتعاملت الشركة مع مشكلات السلامة في المؤسسات المالية والمصرفية.

اخترع عطا الله أول وحدة أمان للأجهزة، والتي عرفت باسم "صندوق عطا الله"، وهو نظام أمان يؤمن غالبية المعاملات من أجهزة الصرف الآلي، كما ساهم في تطوير نظام رقم التعريف الشخصي PIN.

أصبح صندوق عطا الله من أهم أنظمة الأمان في البنوك، فهو نظام أمان يشفر رسائل رقم التعريف الشخصي ورقم الصراف الآلي، كما يحمي الأجهزة غير المتصلة بالإنترنت بمفتاح غير قابل للتخمين لتوليد رقم التعريف الشخصي.

تم إطلاق الصندوق بشكل رسمي عام 1973، وتم توفيره للسماح للبنوك ومؤسسات الادخار للتبديل إلى بيئة بطاقة بلاستيكية بدلًا من برنامج دفتر التوفير.

من أهم ابتكارات صندوق عطا الله كتلة المفاتيح، وهي مطلوبة للتبادل الآمن للمفاتيح المتماثلة، ويتم إجراء هذا التبادل الأمان باستخدام تنسيقة كتلة مفتاح عطا الله.

كان عطا الله منافسًا لشركة IBM في سوق الخدمات المصرفية، وكانت اكتشافاته مؤثرة من قبل موظفي الشركة، وتقديرًا لعمله على نظام IPN أطلق عليه أبو تكنولوجيا أمن المعلومات.

تمكن صندوق عطا الله من حماية أكثر من 90% من شبكات أجهزة الصراف الآلي اعتبارًا من عام 1998، كما أمن 85% من جميع معاملات أجهزة الصراف الآلي في جميع أنحاء العالم بداية من عام 2006، ولا تزال منتجاته تؤمن غالبية معاملات أجهزة الصراف الآلي في العالم.

في عام 1972، سجل عطا الله براءة اختراع على نظام التحقق من رقم التعريف الشخصي عن بعد، حيث استخدم تقنيات التشفير لضمان أمان رابط الهاتف أثناءإدخال معلومات الهوية الشخصية. في عام 1979 قدم أول معالج أمان الشبكة، واليوم يعمل صندوق عطا الله على حماية 250 مليون معاملة بطاقة.

جوائز وتكريمات

حصل محمد عطا الله على العديد من التكريمات تقديرًا لإسهاماته، منها ميدالية ستيوارت بالانتين، لمساهمته في تكنولوجيا أشباه الموصلات. في عام 2003 حصل على درجة الدكتوراه المتميزة من جامعة بيرديو.

في عام 2009، دخل قاعة المشاهير الوطنية للمحترفين، كما تمت الإشارة إليه كأحد سلاطين السيليكون، وتم إدراجه في قائمة الشرف لتكنولوجيا المعلومات.