Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Уолтер Хаузер Браттейн
Brattain.jpg
Браттейн, около 1950 г.
Родившийся( 1902-02-10 )10 февраля 1902 г.
Сямэнь , Фуцзянь , династия Цин
Умер13 октября 1987 г. (1987-10-13)(85 лет)
Сиэтл, Вашингтон , США
НациональностьАмериканец
Альма-матерКолледж Уитмана,
Орегонский
университет, Миннесотский университет
ИзвестенТранзистор
НаградыМедаль Стюарта Баллантина (1952 г.),
Нобелевская премия по физике (1956 г.)
Научная карьера
ПоляФизика , Электронная техника
УчрежденияЛаборатории Белла Колледжа Уитмана
ДокторантДжон Торренс Тейт, старший

Браттейн ( / б г æ т ən / ; 10 февраля 1902 - 13 октября 1987) американский физик Bell Labs , которые, наряду с другими учеными Джон Бардин и Уильям Шокли , изобрел точка контакта транзистор в декабре 1947. [1] Они разделили Нобелевскую премию по физике 1956 года за свое изобретение. Браттейн посвятил большую часть своей жизни исследованиям поверхностных состояний .

Биография [ править ]

Вальтер Браттейн родился в Сямэнь (сейчас Xiamen ), Фуцзянь , Цин Китай , чтобы американские родители Росс Р. Брэттеном и Оттилией Хаузер Брэттеном. [2] Росс Р. Браттейн был учителем в Институте Тинг-Вена, [3] 11 : частная школа для китайских мальчиков; Оттилия Хаузер Браттейн была одаренным математиком. [4] Оба были выпускниками Уитмен-колледжа . [5] : 71 [6] Оттили и малыш Уолтер вернулись в Соединенные Штаты в 1903 году, а Росс последовал за ними вскоре после этого. [3] : 12 Семья несколько лет жила в Спокане, штат Вашингтон., затем поселился на ранчо крупного рогатого скота недалеко от Тонаскета, штат Вашингтон, в 1911 году. [3] : 12 [5] : 71

Браттейн учился в средней школе в Вашингтоне, провел один год в средней школе королевы Анны в Сиэтле , два года в средней школе Тонаскет и один год в школе для мальчиков Моран на острове Бейнбридж . [7] Браттейн затем учился в Уитмен-колледже в Уолла-Уолла, штат Вашингтон , где он учился у Бенджамина Х. Брауна (физика) и Уолтера А. Браттона (математика). В 1924 году он получил степень бакалавра в Университете Уитмена, получив двойную специализацию в области физики и математики. [8] Браттейн и его одноклассники Уокер Бликни , Владимир Рожанскийи Э. Джон Уоркман продолжили выдающуюся карьеру, позже получив прозвище «четыре всадника физики». [5] : 71 Брат Браттейна Роберт , последовавший за ним в Уитмен-колледже, также стал физиком. [5] : 71

Браттейн получил степень магистра гуманитарных наук в Университете Орегона в Юджине в 1926 году и степень доктора философии. из Университета Миннесоты в 1929 году. [8] [9] В Миннесоте Браттейн имел возможность изучать новую область квантовой механики под руководством Джона Хасбрука Ван Флека . Его диссертация под руководством Джона Т. Тейта была « Эффективность возбуждения электронным ударом и аномальное рассеяние в парах ртути». [5] : 72

Уолтер Браттейн был дважды женат. Его первой женой была химик Керен Гилмор. Они поженились в 1935 году, и в 1943 году у них родился сын Уильям Дж. Браттейн. Керен Гилмор Браттейн умерла 10 апреля 1957 года. [10] В следующем году Браттейн женился на миссис Эмме Джейн (Кирш) Миллер, матери троих детей. дети. [8]

Он переехал в Сиэтл в 1970-х годах и жил там до своей смерти от болезни Альцгеймера 13 октября 1987 года. [2] [9] Он похоронен на Городском кладбище в Померое, штат Вашингтон . [11]

Научная работа [ править ]

С 1927 по 1928 год Браттейн работал в Национальном бюро стандартов в Вашингтоне, округ Колумбия, где помогал разрабатывать пьезоэлектрические стандарты частоты. В августе 1929 года он присоединился к Джозефу А. Беккеру в Bell Telephone Laboratories в качестве физика-исследователя. [12] Двое мужчин работали над тепловым потоком носителей заряда в выпрямителях из оксида меди . [5] : 72 Браттейн смог посетить лекцию Арнольда Зоммерфельда . [12] Некоторые из их последующих экспериментов по термоэлектронной эмиссии предоставили экспериментальное подтверждение теории Зоммерфельда.. Они также сделали работу на поверхности состояния и работы функции из вольфрама и адсорбции из тория атомов. [5] : 74 Изучая выпрямление и фотоэффекты на полупроводниковых поверхностях закиси меди и кремния, Браттейн обнаружил фотоэффект на свободной поверхности полупроводника. Комитет по Нобелевской премии считал эту работу одним из его главных вкладов в физику твердого тела. [2]

В то время телефонная промышленность сильно зависела от использования электронных ламп для управления потоком электронов и усиления тока. Вакуумные лампы не были ни надежными, ни эффективными, и Bell Laboratories хотела разработать альтернативную технологию. [13] Еще в 1930-х годах Браттейн работал с Уильямом Б. Шокли над идеей полупроводникового усилителя, в котором использовался бы оксид меди, что было ранней и неудачной попыткой создания полевого транзистора . Другие исследователи в Bell и других местах также экспериментировали с полупроводниками, используя такие материалы, как германий и кремний , но довоенные исследования были несколько бессистемными и не имели серьезного теоретического обоснования. [14]

Во время Второй мировой войны Браттейн и Шокли по отдельности участвовали в исследованиях по магнитному обнаружению подводных лодок с Комитетом по исследованиям национальной обороны Колумбийского университета . [8] Группа Браттейна разработала магнитометры, достаточно чувствительные, чтобы обнаруживать аномалии магнитного поля Земли, вызванные подводными лодками . [3] : 104 [12] В результате этой работы в 1944 году Браттейн запатентовал конструкцию головки магнитометра. [15]

В 1945 году Bell Labs реорганизовала и создала группу специально для фундаментальных исследований в области физики твердого тела, связанных с коммуникационными технологиями. Создание отдела санкционировал вице-президент по исследованиям Мервин Келли . [14] Междисциплинарная группа, которую возглавляли Шокли и Стэнли О. Морган . [5] : 76 Вскоре к новой группе присоединился Джон Бардин . [14] Бардин был близким другом брата Браттейна Роберта, который познакомил Джона и Уолтера в 1930-х годах. [3] Они часто вместе играли в бридж и гольф. [5] : 77Бардин был квантовым физиком, Браттейн - одаренным экспериментатором в области материаловедения, а Шокли, лидер их группы, был экспертом в физике твердого тела. [16]

Стилизованная копия первого транзистора
Джон Бардин , Уильям Шокли и Уолтер Браттейн в Bell Labs , 1948 год.

Согласно теориям того времени, полевой транзистор Шокли, цилиндр, тонко покрытый кремнием и установленный рядом с металлической пластиной, должен был работать. Он приказал Браттейну и Бардину выяснить, почему этого не происходит. В течение ноября и декабря двое мужчин провели множество экспериментов, пытаясь определить, почему устройство Шокли не работает. [13] Бардин был блестящим теоретиком; [17] Браттейн, что не менее важно, «интуитивно чувствовал, что можно делать с полупроводниками». [14] : 40 Бардин предположил, что нарушение проводимости могло быть результатом локальных изменений в поверхностном состоянии, которые захватили носители заряда . [18] :467–468 Браттейн и Бардин в конечном итоге сумели добиться небольшого уровня усиления, вставив металлическую точку золота в кремний и окружив ее дистиллированной водой. Замена кремния на германий увеличила усиление, но только для токов низкой частоты. [13]

16 декабря Браттейн разработал метод размещения двух контактов из листового золота близко друг к другу на поверхности германия. [16] Браттейн сообщил: «С помощью этого двойного точечного контакта был произведен контакт с поверхностью германия, которая была анодирована до 90 вольт, электролит смыт в H2O, а затем на нем испарились золотые пятна. Золотые контакты были прижаты к поверхности. голая поверхность. Оба золотых контакта с поверхностью хорошо выпрямлены ... Одна точка использовалась как сетка, а другая точка - как пластина. Смещение (постоянный ток) на сетке должно быть положительным, чтобы получить усиление » [18]

Как описал Бардин: «Первоначальные эксперименты с золотым пятном сразу же показали, что дырки вводятся в германиевый блок, увеличивая их концентрацию у поверхности. Для описания этого явления были выбраны названия эмиттер и коллектор. Единственный вопрос заключался в том, чтобы описать это явление. как компенсируется заряд добавленных дырок. Наша первая мысль заключалась в том, что заряд компенсируется поверхностными состояниями. Позже Шокли предположил, что заряд компенсируется электронами в объеме, и предложил геометрию переходного транзистора ... Браттейн и я показали, что, весьма вероятно, и то, и другое происходит в точечном транзисторе ". [18] : 470

23 декабря 1947 года Уолтер Браттейн, Джон Бардин и Уильям Б. Шокли продемонстрировали первый рабочий транзистор своим коллегам из Bell Laboratories. Усиливая слабые электрические сигналы и поддерживая обработку цифровой информации, транзистор является «ключевым инструментом современной электроники». [19] Трое мужчин получили Нобелевскую премию по физике в 1956 году «за исследования полупроводников и открытие эффекта транзистора». [8]

Убежденные демонстрацией 1947 года в том, что был сделан крупный прорыв, Bell Laboratories интенсивно сосредоточилась на том, что они теперь называли проектом « Поверхностные состояния» . Изначально соблюдалась строгая секретность. Тщательно ограниченные внутренние конференции в Bell Labs делились информацией о работе Браттейна, Бардина, Шокли и других, которые занимались соответствующими исследованиями. [18] : был зарегистрирован 471 патент, свидетельствующий об изобретении точечного транзистора Бардином и Браттейном. [20] Были серьезные опасения по поводу того, будут ли Ральф Брэй и Сеймур Бензер , изучающие сопротивление германия в Университете Пердью., может сделать подобное открытие и опубликовать его раньше, чем Bell Laboratories. [14] : 38–39

30 июня 1948 года Bell Laboratories провела пресс-конференцию, чтобы публично объявить о своем открытии. Они также приняли открытую политику, согласно которой новые знания свободно делятся с другими учреждениями. Тем самым они избежали классификации работы как военной тайны и сделали возможным широкомасштабные исследования и разработки транзисторной технологии. Bell Laboratories организовала несколько симпозиумов, открытых для университетов, представителей промышленности и военных, в которых приняли участие сотни ученых в сентябре 1951, апреле 1952 и 1956 годов. На них присутствовали представители как международных, так и отечественных компаний. [18] : 471–472, 475–476.

Шокли считал (и заявлял), что он должен был получить всю заслугу в открытии транзистора. [20] [21] [22] Он активно исключил Бардина и Браттейна из новых областей исследований, [23] в частности, переходного транзистора , который запатентовал Шокли. [20] Теория переходного транзистора Шокли была «впечатляющим достижением», указав путь к будущей твердотельной электронике, но потребовалось несколько лет, прежде чем ее создание стало практически возможным. [14] : 43–44

Браттейн перешел в другую исследовательскую группу Bell Laboratories, где работал с CGB Garrett и PJ Boddy. Он продолжал изучать поверхностные свойства твердых тел и «эффект транзистора», чтобы лучше понять различные факторы, лежащие в основе поведения полупроводников. [5] : 79–81 [24] Описав это как «невыносимую ситуацию», Бардин покинул Bell Laboratories в 1951 году, чтобы поступить в Иллинойский университет , где в конце концов получил вторую Нобелевскую премию за свою теорию сверхпроводимости . [20] Шокли покинул Bell Laboratories в 1953 году и основал лабораторию Shockley Semiconductor Laboratory в компании Beckman Instruments . [23][25]

В 1956 году король Швеции Густав VI Адольф совместно удостоил этих троих Нобелевской премии по физике «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». [8] Бардин и Браттейн участвовали в открытии точечного транзистора; Шокли за разработку переходного транзистора. Считается, что Уолтер Браттейн сказал, когда ему рассказали о награде: «Я, безусловно, ценю эту честь. Для меня большое удовольствие сделать что-то в жизни и получить за это признание. Тем не менее, большая часть моей удачи приходит от того, чтобы быть в нужном месте в нужное время и иметь нужных людей для работы ». [26] Каждый из троих читал лекцию. Браттейн говорилПоверхностные свойства полупроводников , [27] Бардин об исследованиях полупроводников, ведущих к созданию точечного контактного транзистора , [28] и Шокли о технологии транзисторов, вызывающих новую физику . [29]

Позже Браттейн сотрудничал с П. Дж. Бодди и П. Н. Сойером над несколькими статьями по электрохимическим процессам в живом веществе. [5] : 80 Он заинтересовался свертыванием крови после того, как его сыну потребовалась операция на сердце. Он также сотрудничал с профессором химии Уитмена Дэвидом Фраско , используя бислои фосфолипидов в качестве модели для изучения поверхности живых клеток и процессов их поглощения. [23]

Обучение [ править ]

Браттейн преподавал в Гарвардском университете в качестве приглашенного лектора в 1952 году и в Whitman College в качестве приглашенного лектора в 1962 и 1963 годах, а также в качестве приглашенного профессора с 1963 года. После формального ухода из Bell Laboratories в 1967 году он продолжил преподавать в Whitman, став преподавателем. адъюнкт-профессором в 1972 году. Он оставил преподавательскую деятельность в 1976 году, но продолжал работать консультантом в Whitman. [8]

В Whitman стипендии Уолтера Браттейна присуждаются на основе заслуг «поступающим студентам, которые достигли высоких академических успехов в своей работе по подготовке к колледжу». Все претенденты на поступление рассматриваются на получение стипендии, которая потенциально может быть продлена на четыре года. [30]

Награды и награды [ править ]

Уолтер Браттейн получил широкое признание за свой вклад. [8]

  • Награды
    • Стюарт Ballantine медаль из Института Франклина , 1952 (совместно с д - ром Джон Бардин) [31]
    • Медаль Джона Скотта , 1954 (совместно с доктором Джоном Бардином)
    • Нобелевская премия по физике 1956 г. (совместно с доктором Джоном Бардином и доктором Уильямом Б. Шокли) [26]
    • Введен в Национальный зал славы изобретателей , 1974 г.
  • Членство
    • Национальная Академия Наук
    • Институт Франклина
    • Американское физическое общество
    • Американская академия искусств и наук
    • Американская ассоциация развития науки .
    • комиссия по полупроводникам Международного союза чистой и прикладной физики
    • Консультативный комитет по военно-морским исследованиям
  • Почетные степени
    • Доктор наук, Портлендский университет, 1952 г.
    • Колледж Уитмена, 1955 год.
    • Юнион-колледж, 1955 (совместно с доктором Джоном Бардином)
    • Университет Миннесоты, 1957 г.

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Уолтер Х. Браттейн" . Сеть глобальной истории IEEE . IEEE . Проверено 10 августа 2011 года .
  2. ^ a b c "Уолтер Хаузер Браттейн" . Шведская королевская академия наук . Проверено 8 декабря 2014 . Уолтер Х. Браттейн родился в городе Сэмой, Китай, 10 февраля 1902 года в семье Росса Р. Браттейна и Оттилии Хаузер. ...
  3. ^ a b c d e Риордан, Майкл; Ходдсон, Лилиан (1998). Хрустальный огонь: изобретение транзистора и рождение информационного века . Нью-Йорк [ua]: Нортон. п. 78. ISBN 9780393318517. Проверено 4 марта 2015 года .
  4. ^ «Браттейн, Уолтер Х. (1902–1987), физики, физики, лауреаты Нобелевской премии» . Американская национальная биография в Интернете . 2001. ISBN 9780198606697. Проверено 4 марта 2015 года .
  5. ^ a b c d e f g h i j k Бардин, Джон (1994). Вальтер Хаузер Браттейн 1902–1987 (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия наук . Проверено 4 марта 2015 года .
  6. ^ "Роберт Браттейн" . PBS Online . Проверено 4 марта 2015 года .
  7. ^ Бардид, Джон (1994). «Вальтер Хаузер Браттейн, 1902–1987» (PDF) . Национальная академия наук.
  8. ^ a b c d e f g h Кока, Андреа; Макфарланд, Коллин; Маллен, Джанет; Гастингс, Эми. "Путеводитель по бумагам семьи Уолтера Браттейна 1860–1990" . Северо-западный цифровой архив (NWDA) . Проверено 29 марта 2018 года .
  9. ^ Б Susan Heller Андерсон (14 октября 1987). «Уолтер Браттейн, изобретатель, мертв» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 8 декабря 2014 . Уолтер Х. Браттейн, получивший в 1956 году Нобелевскую премию по физике за изобретение транзистора, умер вчера от болезни Альцгеймера в доме престарелых в Сиэтле. Ему было 85 лет. ...
  10. ^ «НЕКРОЛОГИЯ». Новости химии и техники . 35 (19): 58. 13 мая 1957 г. DOI : 10.1021 / СЕН-v035n019.p058 .
  11. ^ "Уолтер Хаузер Браттейн" . Найдите могилу . Проверено 6 марта 2015 года .
  12. ^ a b c «Стенограмма интервью Устной истории с Уолтером Браттейном, январь 1964 г. и 28 мая 1974 г.» . Библиотека и архив Нильса Бора . Американский институт физики . 4 марта 2015.
  13. ^ a b c Левин, Алайна Г. (2008). «Джон Бардин, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн, изобретение транзистора - лаборатории Белла» . APS Physics . Проверено 4 марта 2015 года .
  14. ^ a b c d e f Браун, Эрнест; Макдональд, Стюарт (1982). Революция в миниатюре: история и влияние полупроводниковой электроники (2-е изд.). Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0521289030.
  15. ^ "Головка магнитометра со встроенным приводом US 2605072 A" . Проверено 5 марта 2015 года .
  16. ^ a b Исааксон, Уолтер (4 декабря 2014 г.). «Микрочипы: транзистор был первым шагом» . Bloomberg Business . Проверено 4 марта 2015 года .
  17. ^ Ходдсон, Лилиан. «Профессор Gentle Genius UI Джон Бардин получил две Нобелевские премии - так почему же о нем не знают больше людей?» . Ассоциация выпускников Университета Иллинойса . Проверено 6 марта 2015 года .
  18. ^ a b c d e Ходдсон, Лилиан (1992). Из кристаллического лабиринта: главы из истории физики твердого тела . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0195053296. Проверено 4 марта 2015 года .
  19. ^ Лундстрем, Марк (2014). Основы физики наноразмерных транзисторов . Уроки нанонауки: серия конспектов лекций. 06 . World Scientific Pub Co Inc. DOI : 10.1142 / 9018 . ISBN 978-981-4571-73-9.
  20. ^ a b c d Кесслер, Рональд (6 апреля 1997 г.). «Отсутствует при сотворении мира; как один ученый сбежал с величайшим изобретением со времен лампочки» . Журнал Вашингтон Пост . Архивировано из оригинального 24 февраля 2015 года . Проверено 5 марта 2015 года .
  21. ^ Изобретатели и изобретения . Нью-Йорк: Маршалл Кавендиш. 2007. С. 57–68. ISBN 978-0761477617. Проверено 5 марта 2015 года .
  22. ^ "Шокли, Браттейн и Бардин" . Транзисторный . PBS . Проверено 5 марта 2015 года .
  23. ^ a b c "Уолтер Хаузер Браттейн" . Как работает материал . Июль 2010 . Проверено 5 марта 2015 года .
  24. Перейти ↑ Carey, Jr., Charles W. (2006). Американские ученые . Издание информационной базы. С. 39–41. ISBN 978-0816054992. Проверено 5 марта 2015 года .
  25. ↑ Брок, Дэвид С. (29 ноября 2013 г.). «Как мечта Уильяма Шокли о роботах помогла запустить Кремниевую долину» . IEEE Spectrum . Проверено 10 апреля 2014 года .
  26. ^ a b «Нобелевская премия по физике присуждена изобретателям транзисторов». Технический журнал Bell System . 35 (6): i – iv. 1956. DOI : 10.1002 / j.1538-7305.1956.tb03829.x .
  27. ^ Браттейн, Walter H. (11 декабря 1956). «Поверхностные свойства полупроводников» . Наука . Nobelprize.org. 126 (3265): 151–3. DOI : 10.1126 / science.126.3265.151 . PMID 17743910 . 
  28. ↑ Бардин, Джон (11 декабря 1956 г.). «Исследования полупроводников, ведущие к созданию точечного контактного транзистора» . Нобелевская лекция . Nobelprize.org.
  29. ↑ Шокли, Уильям (11 декабря 1956 г.). «Транзисторная технология вызывает новую физику» . Нобелевская лекция . Nobelprize.org.
  30. ^ «Специальные стипендиальные программы» . Колледж Уитмена . Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года . Проверено 5 марта 2015 года .
  31. ^ "Дело Джона Бардина и Уолтера Браттейна Комитета по науке и искусству Медаль Баллантайна 1954 года" . Институт Франклина . 2014-01-15 . Проверено 5 марта 2015 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с Уолтером Хаузером Браттейном, на Викискладе?
  • Документы семьи Уолтера Браттейна в Уитмен-колледже и Северо-западные архивы Уитмен-колледжа.
  • «Стенограмма интервью Устной истории с Уолтером Браттейном, январь 1964 г. и 28 мая 1974 г.» . Библиотека и архив Нильса Бора . Американский институт физики . 4 марта 2015.
  • Бардин, Джон (1994). Вальтер Хаузер Браттейн 1902–1987 (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия наук.
  • Вальтер Хаузер Браттейн на Nobelprize.org, включая Нобелевскую лекцию, 11 декабря 1956 г. Поверхностные свойства полупроводников