Войти
| Уолтер Хаузер Браттейн | |
|---|---|
 Браттейн около 1950 года | |
| Родился | (1902) -02-10) 10 февраля 1902 г.. Сямэнь, Фуцзянь, династия Цин |
| Умерла | 13 октября 1987 г. (1987-10-13) (85 лет). Сиэтл, Вашингтон, США |
| Национальность | Американец |
| Alma mater | Колледж Уитмана. Университет Орегона. Университет Миннесоты |
| Известен за | Транзистор |
| Награды | Медаль Стюарта Баллантина (1952). Нобелевская премия по физике (1956) |
| Научная карьера | |
| Поля | Физика, Электронная инженерия |
| Учреждения | Колледж Уитмана. Лаборатории Белла |
| Советник доктора | Джон Торренс Тейт старший |
Уолтер Хаузер Браттейн ( ; 10 февраля 1902 - 13 октября 1987) был американским физиком из Bell Labs, который вместе с другими учеными Джоном Бардином и Уильям Шокли, изобрел точечный контакт t транзистор в декабре 1947 г. Они разделили Нобелевскую премию по физике 1956 г. за свое изобретение. Браттейн посвятил большую часть своей жизни исследованиям состояний поверхности.
Уолтер Браттейн родился в Сямэ (ныне Сямэнь ), Фуцзянь, Цин Китай, в семье американских родителей Росс Р. Браттейн и Оттилиа Хаузер Браттейн. Росс Р. Браттейн был учителем в Институте Тинг-Вэнь, частной школе для китайских мальчиков; Оттили Хаузер Браттейн была одаренным математиком. Оба были выпускниками Колледжа Уитмена. Оттилия и малыш Уолтер вернулись в Соединенные Штаты в 1903 году, а Росс последовал за ними вскоре после этого. Семья несколько лет жила в Спокане, штат Вашингтон, затем в 1911 году поселилась на ранчо недалеко от Тонаскет, Вашингтон.
Браттейн посетил средняя школа в Вашингтоне, проведя один год в средней школе Королевы Анны в Сиэтле, два года в средней школе Тонаскета и один год в школе Моран для мальчиков на острове Бейнбридж. Затем Браттейн посещал Колледж Уитмана в Уолла Уолла, 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 по физике и математике. Браттейн и его одноклассники Уокер Бликни, Владимир Рожанский и Э. Джон Уоркман продолжили выдающуюся карьеру, позже став известными как «четыре всадника физики». Брат Браттейна Роберт, который последовал за ним в Уитмен-колледже, также стал физиком.
Браттейн получил степень магистра искусств в Университете Орегона в Евгений в 1926 г. и доктор философии. из Университета Миннесоты в 1929 году. 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".
Уолтер Браттейн был дважды женат. Его первой женой была химик Керен Гилмор. Они поженились в 1935 году, а в 1943 году у них родился сын Уильям Дж. Браттейн. Керен Гилмор Браттейн умерла 10 апреля 1957 года. В следующем году Браттейн женился на миссис Эмме Джейн (Кирш) Миллер, матери троих детей. 62>
Он переехал в Сиэтл в 1970-х годах и жил там до своей смерти от болезни Альцгеймера 13 октября 1987 года. Он похоронен на Городском кладбище в Померой, Вашингтон.
С 1927 по 1928 год Браттейн работал в Национальном бюро стандартов в Вашингтоне, округ Колумбия, где помогал в разработке пьезоэлектрических стандартов частоты. В августе 1929 года он присоединился к Джозефу А. Беккеру в Bell Telephone Laboratories в качестве физика-исследователя. Двое мужчин работали над тепловым потоком носителей заряда в выпрямителях из оксида меди. Браттейн смог посетить лекцию Арнольда Зоммерфельда. Некоторые из их последующих экспериментов по термоэлектронной эмиссии предоставили экспериментальное подтверждение теории Зоммерфельда. Они также работали над состоянием поверхности и работой выхода вольфрама и адсорбцией атомов тория. Благодаря своим исследованиям выпрямления и фотоэффектов на поверхности полупроводников из оксида меди и кремния, Браттейн обнаружил фотоэффект на свободной поверхности полупроводника. Комитет по Нобелевской премии посчитал эту работу одним из его главных вкладов в физику твердого тела.
В то время телефонная промышленность сильно зависела от использования электронных ламп для контролировать поток электронов и усиливать ток. Вакуумные лампы не были ни надежными, ни эффективными, и Bell Laboratories хотела разработать альтернативную технологию. Еще в 1930-х годах Браттейн работал с Уильямом Б. Шокли над идеей полупроводникового усилителя, в котором использовался бы оксид меди, - ранней и неудачной попытки 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.
Во время Второй мировой войны Браттейн и Шокли по отдельности участвовали в исследованиях по магнитному обнаружению подводных лодок с Комитетом по исследованиям национальной обороны в Колумбийском университете. Группа Браттейна разработала магнитометры, достаточно чувствительные, чтобы обнаруживать аномалии в магнитном поле Земли, вызванные подводными лодками. В результате этой работы в 1944 году Браттейн запатентовал конструкцию головки магнитометра.
В 1945 году Bell Labs реорганизовала и создала группу специально для проведения фундаментальных исследований в области физики твердого тела, связанных с коммуникационными технологиями. Создание отдела санкционировано вице-президентом по исследованиям Мервином Келли. Это междисциплинарная группа, которую возглавляли Шокли и. Вскоре к новой группе присоединился Джон Бардин. Бардин был близким другом брата Браттейна Роберта, который познакомил Джона и Уолтера в 1930-х годах. Они часто вместе играли в бридж и гольф. Бардин был квантовым физиком, Браттейн - одаренным экспериментатором в области материаловедения, а Шокли, лидер их группы, был экспертом в физике твердого тела.
Стилизованная копия первого транзистора 
Джон Бардин, Уильям Шокли и Уолтер Браттейн в Bell Labs, 1948 год. Согласно теориям того времени, полевой транзистор Шокли, цилиндр, покрытый тонким кремнием и установленный рядом с металлическая пластина, должна была работать. Он приказал Браттейну и Бардину выяснить, почему этого не происходит. В течение ноября и декабря эти двое мужчин провели множество экспериментов, пытаясь определить, почему устройство Шокли не работает. Бардин был блестящим теоретиком; Браттейн, что не менее важно, «интуитивно чувствовал, что можно делать с полупроводниками». Бардин предположил, что нарушение проводимости может быть результатом локальных изменений в поверхностном состоянии , которое захватывает носители заряда. Браттейну и Бардину в конце концов удалось добиться небольшого уровня усиления, вставив металлическое золото в кремний и окружив его дистиллированной водой. Замена кремния германием увеличила усиление, но только для токов низкой частоты.
16 декабря Браттейн разработал метод размещения двух контактов из листового золота близко друг к другу на поверхности германия. 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 пятна золота. Золотые контакты были прижаты к голой поверхности.. Оба золотых контакта с поверхностью хорошо выпрямлялись... Одна точка использовалась как сетка, а другая точка как пластина. Смещение (постоянный ток) на сетке должно быть положительным, чтобы получить усиление »
As описанный Бардином: «Первоначальные эксперименты с золотым пятном сразу же показали, что дырки вводятся в блок германия, увеличивая концентрацию дырок у поверхности. Для описания этого явления были выбраны названия эмиттер и коллектор. Единственный вопрос заключался в том, как заряд добавленных дырок был компенсирован. Наша первая мысль заключалась в том, что заряд компенсируется поверхностными состояниями. Позже Шокли предположил, что заряд компенсируется электронами в объеме, и предложил переходной транзистор геометрия... Более поздние эксперименты, проведенные мной и Браттейном, показали, что, весьма вероятно, и то и другое происходит в точечном транзисторе ".
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». Трое мужчин получили Нобелевскую премию по физике в 1956 году «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта».
Убежденные демонстрацией 1947 года, что был сделан крупный прорыв, Bell Laboratories интенсивно сосредоточилась на том, что теперь он называется «Проект состояний поверхности». Изначально соблюдалась строгая секретность. Тщательно ограниченные внутренние конференции в Bell Labs делились информацией о работе Браттейна, Бардина, Шокли и других, которые занимались соответствующими исследованиями. Были зарегистрированы патенты, свидетельствующие об изобретении точечного транзистора Бардином и Браттейном. Были серьезные опасения по поводу того, Сеймур Бензер, изучающий резистентность германия в Университете Пердью, может сделать подобное открытие и опубликовать его перед Bell Laboratories.
30 июня В 1948 году Bell Laboratories провела пресс-конференцию, чтобы публично объявить о своем открытии. Они также приняли открытую политику, при которой новые знания свободно делятся с другими учреждениями. Тем самым они избежали классификации работы как военной тайны и сделали возможным широкое исследование и разработку 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.
Шокли считал (и заявил), что он должен был получить всю заслугу за открытие транзистора. Он активно исключил Бардина и Браттейна из новых областей исследований, в частности, переходного транзистора , который Шокли запатентовал. Теория Шокли о переходном транзисторе была «впечатляющим достижением», указав путь к будущей твердотельной электронике, но потребовалось несколько лет, прежде чем ее создание стало практически возможным.
Браттейн перешел в другую исследовательскую группу внутри компании. Bell Laboratories, работая 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. Описав это как «невыносимую ситуацию», Бардин покинул Bell Laboratories в 1951 году, чтобы поступить в Университет Иллинойса, где он в конце концов получил вторую Нобелевскую премию за свою теорию сверхпроводимости. Шокли покинул Bell Laboratories в 1953 году и основал Shockley Semiconductor Laboratory в Beckman Instruments.
. В 1956 году все трое были совместно удостоены Нобелевской премии по физике Кингом Густавом. В.И. Адольф из Швеции «За исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». 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 признание за это таким образом. Тем не менее, большая часть моей удачи приходит от того, чтобы быть в нужном месте в нужное время и иметь нужных людей для работы ». Каждый из троих прочитал лекцию. Браттейн рассказал о свойствах поверхности полупроводников, Бардин о полупроводниковых исследованиях, ведущих к созданию точечного контактного транзистора, и Шокли о транзисторной технологии, вызывающей новую физику.
Браттейн позже сотрудничал с П. Дж. Бодди и П. Н. Сойером над несколькими статьями по электрохимическим процессам в живая материя. Он заинтересовался свертыванием крови после того, как его сыну потребовалась операция на сердце. Он также сотрудничал с профессором химии Уитмена, используя фосфолипидные бислои в качестве модели для изучения поверхности живых клеток и процессов их поглощения.
Браттейн преподавал в Гарвардский университет 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 адъюнкт-профессор в 1972 году. Он ушел с преподавания в 1976 году, но продолжал работать консультантом в Whitman.
В Whitman стипендии Уолтера Браттейна присуждаются на основе заслуг «поступающим студентам, которые достигли высоких академических успехов. на подготовительной работе к колледжу ". Все претенденты на поступление рассматриваются на получение стипендии, которая может быть продлена на четыре года.
Уолтер Браттейн получил широкое признание за свой вклад.
, включая Нобелевскую лекцию, 11 декабря 1956 г. Свойства поверхности полупроводников