Syntymä |
10. helmikuuta 1902 Xiamen (entinen Fujianin maakunta ( d ) , Qing-dynastia ) |
---|---|
Kuolema |
13. lokakuuta 1987(85-vuotiaana) Seattle |
Kansalaisuus | amerikkalainen |
Koulutus |
Whitman College ( in ) Oregonin yliopisto, Minnesotan yliopisto |
Toiminta | Fyysikko , keksijä |
Sisarukset | Robert Brattain ( sisään ) |
Työskenteli | Whitman College ( vuonna ) |
---|---|
Ala | Fyysinen |
Jonkin jäsen |
Amerikan tiedeakatemia American Association for the Advancement of Science Amerikan taiteen ja tiedeakatemia American Physical Society |
Valvoja | John Torrence Tate, vanhempi ( sisään ) |
Palkinnot |
Nobelin fysiikkapalkinto (1956) |
Walter Houser Brattain (10. helmikuuta 1902vuonna Xiamen , Kiina - 13. lokakuuta 1987in Seattle , USA ) on amerikkalainen fyysikko . John Bardeen , William Shockley ja hän olivat vuoden 1956 fysiikan Nobel-palkinnon yhteispalkinnonsaajia " puolijohteita koskevasta tutkimuksestaan ja transistorin vaikutuksen löytämisestä " . Sitten Brattain omisti suurimman osan tutkimuksestaan ohuille kalvoille.
Walter Brattain syntyi Xiamen , kaupunki Fujian , Kiina , American vanhemmille, Ross R. Brattain ja Ottilie Houser Brattain. Ross R. Brattain oli professori Ting-Wen-instituutissa, yksityisessä koulussa. Hänen vanhempansa olivat valmistuneet Whitman Collegesta ; Ottilie Houser Brattain oli matemaatikko. Ottilie ja hänen poikansa palasivat Yhdysvaltoihin vuonna 1903, ja Ross seurasi. Perhe vietti muutaman vuoden Spokane, Washington , sitten muutti maatilalle vuonna Tonasket, Washington vuonna 1911.
Brattain osallistui kouluun Washingtonissa, sitten vietti vuoden Queen Annen lukiossa Seattlessa , kaksi vuotta Tonasketin lukiossa ja vuoden Moranin poikakoulussa Bainbridge Islandilla . Hän suoritti kaksinkertaisen kandidaatin tutkinnon fysiikassa ja matematiikassa Whitman Collegessa , Walla Wallan yliopistossa (Washington) , Benjamin H. Brownin (fysiikka) ja Walter A. Brattonin (matematiikka) valvonnassa ja valmistui vuonna 1924. Brattain ja hänen toverinsa Walker Bleakney , Vladimir Rojansky ja E. John Workman saivat myöhemmin lempinimen "Neljä fysiikan ratsastajaa" viitaten heidän menestyvään uraansa tutkimuksessa. Myös Brattainin veljestä Robertista , joka on koulutettu Whitman Collegessa, tuli fyysikko.
Brattain sai MA on Oregonin yliopiston , Eugene , vuonna 1926, ja väitteli on Minnesotan yliopistossa vuonna 1929. Viimeksi mainitussa laitoksen Brattain tuotiin uusia ideoita Kvanttimekaniikka kautta John Hasbrouck van Vleck . Hänen tutkielmansa, joka valmistettiin John T. Tatein valvonnassa , käsitteli "Elohopeahöyryn virityksen tehokkuutta elektronipommituksella ja poikkeavalla sironnalla ". "
Walter Brattain meni naimisiin kahdesti: vuonna 1935 kemisti Keren Gilmoren kanssa († 10. huhtikuuta 1957), joka synnytti hänelle pojan, William G. Brattain, syntynyt vuonna 1943; sitten vuonna 1958 Emma Jane (Kirsch) Millerin kanssa, jolla oli jo kolme lasta.
Hän muutti Seattleen 1970-luvulla ja vietti siellä elämänsä viimeiset vuodet. Brattain opetti dosenttina Harvardin yliopistossa vuonna 1952 ja Whitman Collegessa vuosina 1962 ja 1963. Hän erosi Bell Laboratoriesista vuonna 1967, mutta vuonna 1972 Whitman College tarjosi hänelle apulaisprofessoriksi. Hän jäi eläkkeelle opettamisesta vuonna 1976, mutta jatkoi työskentelyä Whitmanin konsulttina. Laitos on sittemmin myöntänyt Walter Brattain -apurahat ensimmäisen vuoden opiskelijoille "jotka ovat erottaneet itsensä huippuosaamisesta lukiovuosiensa aikana". Tämä apuraha voidaan uusia neljäksi peräkkäiseksi vuodeksi.
Brattain kuoli 13. lokakuuta 1987ja Alzheimerin taudin yksityisellä Seattlessa klinikalla. Hänet haudattiin Pomeroy Cityn hautausmaalle, Garfield County .
Vuosina 1927 ja 1928 Brattain työskenteli National Bureau of Standardsissa Washington DC: ssä ja osallistui pietsosähköisten taajuusstandardien laatimiseen . KuukaudessaElokuu 1929, hän liittyi Joseph A. Beckerin tiimiin Bell Laboratoriesissa fyysikkona. Kaksi miestä alkoi työskennellä kuparoksidipäästöjen tasasuuntaajien latauskantajien lämpöaktivoidulla virralla . Brattain Attends tällä kertaa konferenssi Sommerfeld , joista hän pyrkii tukemaan teoriaa uudet kokeet lämpösäteilyä. Becker ja Brattain jatkaa tutkimustaan muista aiheista, kuten tilan pinta sähköistyksen, The ' vapauttaa energiaa ja volframi tai adsorptio hiilen toriumia . Hänen tutkimuksensa sähkövirran tasaamisesta ja ohuiden kupari- ja piioksidikalvojen optisesta käyttäytymisestä asettivat Brattainin polulle puolijohteiden valosähköisen käyttäytymisen pinnalla. Nobel-palkintolautakunta piti tätä löytöä yhtenä Brattainin tärkeimmistä panoksista kiinteän tilan fysiikassa .
Tuolloin, puhelin teollisuus liittyy läheisesti tekniikka putken putkia , jotka on voitu moduloida voimakkuuden sähkövirta; nämä komponentit eivät kuitenkaan ole luotettavia eivätkä tehokkaita: Bell Laboratories etsii sen vuoksi vaihtoehtoja. Jo 1930-luvulla Brattain työskenteli William B. Shockleyn kanssa kuparoksidikerrokseen perustuvan puolijohdevahvistimen periaatteella, ennenaikaisella ja lisäksi turhalla yrityksellä luoda kenttätransistori . Samanaikaisesti muut tutkijat testasivat puolijohteita johtavilla matriiseilla, jotka oli seostettu germaniumilla tai piillä , mutta tämä sotien välinen työ ei ole vielä ollut järjestelmällistä ja on täysin empiiristä.
Aikana toisen maailmansodan , Brattain ja Shockley työskennellyt sisällä National Defense Research Committee of Columbian yliopiston havaitsemiseen sukellusveneiden niiden magneettista signaalia , mutta kahdessa eri joukkuetta: yksi jossa Brattain työskennellyt kehittyneiden magnetometreillä riittävän herkkä havaitsemaan häiriöitä maapallon magneettinen kenttä läsnäolon aiheuttama sukellusveneiden, joka Brattain patentoitu 1944.
Vuonna 1945 Bell Laboratories organisoi uudelleen tiiminsä ja päätti muodostaa ryhmän, joka on omistettu kiinteän tilan fysiikan perustutkimukselle avatakseen uusia mahdollisuuksia viestintätekniikoille. Tutkimuksen varapresidentti Mervin Kelly hyväksyy tämän osaston perustamisen, jota johtavat Shockley ja Stanley O. Morgan . Pian John Bardeen , kvanttifysiikan asiantuntija, jonka Brattain oli tavannut 1930-luvulla, liittyi Shockleyn joukkueeseen. Brattain oli sitten tunnettu kokeilija materiaalitieteessä , ja Shockley, ryhmän johtaja, oli kiinteän tilan fysiikan asiantuntija.
Tuolloin voimassa olleiden teorioiden mukaan Shockleyn kenttävaikutteisen transistorin prototyyppi: ohuen piikerroksen peittämä sylinteri, joka oli asennettu lähellä johtavaa metallilevyä, olisi pitänyt tuottaa vahvistusteho. Siksi hän ehdotti Brattainille ja Bardeenille tämän paradoksin tutkimista. Marras- ja joulukuussa nämä kaksi miestä suorittavat kokonaisen sarjan kokeita. Bardeen olettaa, että epäsäännöllisyydet pinnan sähköistymisen tilassa hidastavat varauksen kantajia . Sitten Brattain ja Bardeen saavuttavat pienen sähkövirran vahvistavan vaikutuksen kytkemällä kullanvärinen kosketin, joka on kylvetty tislatussa vedessä piissä. Ne lisäävät huomaamatta tätä vaikutusta korvaamalla pii germaniumilla, mutta vain matalataajuisissa virroissa.
16. joulukuuta, Brattain kuvittelee viilaavansa kaksi kultalehtikontaktia lähellä toisiaan germanium-alustaan. Hän kertoo: " Tämä kaksoiskontakti kohdistettiin 90 V: n anodisoitua germaniumkerrosta vastaan , elektrodi puhdistettiin H 2 O: ssa, ja sen pinnalla oli höyrystynyt muutama kultahiukkanen. Kultaiset koskettimet levitettiin pintaa vasten. Kaksi kosketinta jäykistyivät täydellisesti ... Yksi piste toimi vastaanottoristikkona, toinen levynä. Poikkeaman (tasavirta) oli oltava positiivinen, jotta vahvistusta tapahtuisi . "
Kuten Bardeen kirjoitti, ” Ensimmäiset kokeilut kultaisilla kärjillä ehdottivat meille heti tyhjien paikkojen muodostumista germaniumin massaan, tiheämmässä lähellä pintaa. Termit "lähettäjä" ja "vastaanottaja" on valittu kuvaamaan tätä ilmiötä. Ainoa ongelma oli: miten aukkojen ulkonäköön liittyvä painehäviö kompensoidaan? Ensimmäinen ajatuksemme oli, että varaus kompensoitiin pinnan sähköistyksellä. Myöhemmin Shockley ehdotti, että varaus kompensoitiin elektronien pitoisuudella alustan massassa, ja ehdotti yksiristeisen transistorin geometriaa ... Brittainin ja minä olemme osoittaneet uudet kokeet, että oletettavasti molemmat ilmiöt konjugoituvat pistekontaktissa transistori. . "
23. joulukuuta 1947, Walter Brattain, John Bardeen ja William B. Shockley esittävät ensimmäisen transistorin kollegoilleen Bell Laboratoriesissa . Heikojen sähköisten signaalien ja tiedon käsittelyvektorin vahvistin, transistori aikoi asettaa itsensä " modernin elektroniikan kulmakiveksi . "
Tämän demonstraation vakuuttuneena siitä, että perustavanlaatuinen läpimurto on juuri tapahtunut, Bell Laboratories keskitti resurssit siihen, mitä he nyt kutsuvat pintavaltioprojektiksi . Alkuvuosina asetettiin ehdoton salaisuus: Brattainin, Bardeenin, Shockleyn jne. Joukkueen edistyminen. tietyille työntekijöille paljastettiin vain Bell Laboratoriesin sisäisissä konferensseissa. Patentit jätettiin järjestelmällisesti, ja kiireessä pistekosketustransistorin keksintö hyvitettiin vain Bardeenille ja Brattainille: Bell Laboratories oli pakkomielle ajatuksesta, että kaksi Purduessa tutkijaa Ralph Bray ja Seymour Benzer , jotka tutkivat germanium, voisi kehittää samanlaisia komponentteja ja patentoida ne ennen Belliä.
30. kesäkuuta 1948, Bell Laboratories piti lehdistötilaisuuden ilmoittaakseen julkisesti löytöstään. He ottivat tilaisuutta varten käyttöön avoimen politiikan, jonka mukaan uusi tieto välitettäisiin ilmaiseksi muille tutkimuslaitoksille. Siten he lyhensivät riskiä nähdä tämä tutkimus luokitelluksi "sotilaalliseksi salaisuudeksi" stimuloiden samalla transistoritekniikan tutkimusta ja kehittämistä. Bell Laboratories järjesti jopa useita kongresseja (Syyskuu 1951, Huhtikuu 1952 ja 1956), avoin tutkijoille, teollisuuden edustajille ja armeijalle, joita seurasi satoja tutkijoita.
Shockley oli vakuuttunut (ja hän päätyi väittämään), että hänen olisi pitänyt hyvittää transistorin löytäminen. Nyt hän piti Bardeenin ja Brattainin poissa muista tutkimusaiheista, etenkin unijunction-transistorista , jonka Shockley patentoi yksin. Vaikka on totta, että Shockleyn transistoriteoria näkyy jälkikäteen "vaikuttavana saavutuksena", joka on alkusarja kiinteäkomponenttiselle elektroniikalle, tämän ohjelman todellinen toteuttaminen vie vielä vuosia.
Brattain pyysi toimeksiantoa toiseen Bell Laboratories -tutkimusryhmään, CGB Garrettin ja PJ Boddyn työhön, jossa hän jatkoi työtään kiinteiden aineiden pinta-ilmiöissä ja "transistori-ilmiössä" haluttaen paljastaa erilaiset mekanismit, jotka selittävät puolijohteiden sähköisen käyttäytymisen. Bardeen, joka nyt pitää tilannetta "sietämättömänä", erosi Bell Laboratoriesista vuonna 1951 ja otti viran Illinoisin yliopistoon , jossa hän lopulta voitti toisen Nobel-palkinnon suprajohtavuusteoriastaan . Shockley puolestaan erosi Bell Laboratoriesista vuonna 1953 ja perusti Shockley Semiconductor Laboratoryn , joka on Beckman Instrumentsin tytäryhtiö .
Vuonna 1956 kolme miestä tapasivat Nobelin fysiikkapalkinnon, jonka Ruotsin kuningas Gustavus-Adolphe VI oli juuri osoittanut heille "puolijohteita koskevasta tutkimuksestaan ja transistorin vaikutuksen löytämisestä". " Bardeenille ja Brattainille hyvitettiin pistekosketustransistorin löytäminen; Shockley, yhdistämättömän transistorin keksinnöstä. Walter Brattain sanotaan palkinnon julkistamisen jälkeen sanoneen: "Arvostan tätä kunniaa varmasti. On valtava tyytyväisyys siitä, että olet tehnyt jotain elämässäsi ja että sinut on tunnustettu siitä tällä tavalla. Suuri onni on kuitenkin ollut olla oikeassa paikassa oikeaan aikaan ja saada oikeat yhteistyökumppanit. " Jokainen kolmesta voittajasta antoi oman konferenssin. Brattain puhui puolijohteiden pintaominaisuuksista , Bardeen selitti, kuinka puolijohdetutkimus johti pistekosketustransistoriin , ja Shockley osoitti, kuinka transistoritekniikka liittyy uuteen fysiikkaan .
Brattain työskenteli myöhemmin PJ Boddyn ja PN Sawyerin kanssa elävien olentojen sähkökemiallisissa prosesseissa. Kun hänen poikansa kävi läpi sydänleikkauksen, hän kiinnostui verihyytymien muodostumisesta . Lopuksi hän teki yhteistyötä Whitman-instituutin kemian professorin David Frascon kanssa inspiraationsa fosfolipidisten kaksikerrosten ominaisuuksista elävien solujen ulkokalvon imeytymisprosessien mallintamiseksi.