✖


Jump to content

Уолтер Хаузер Браттейн

Уолтер Хаузер Браттейн
Браттейн ок. 1950 год
Рожденный ( 1902-02-10 ) 10 февраля 1902 г.
Сямэнь , Фуцзянь, Китай
Умер 13 октября 1987 г. ) ( 1987-10-13 ) ( 85 лет
Сиэтл , Вашингтон, США
Национальность Американский
Альма-матер
Известный Транзистор
Родственники Роберт Браттейн (брат)
Награды
Научная карьера
Поля Физика , электроника
Учреждения
Докторантура Джон Торренс Тейт-старший

Уолтер Хаузер Браттейн ( / ˈ b r æ t ən / ; 10 февраля 1902 — 13 октября 1987) — американский физик из Bell Labs , который вместе с коллегами-учеными Джоном Бардином и Уильямом Шокли изобрел транзистор с точечным контактом в декабре . 1947 год. [1] За свое изобретение они получили Нобелевскую премию по физике 1956 года . Браттейн посвятил большую часть своей жизни исследованию поверхностных состояний .

Биография [ править ]

Уолтер Браттейн родился в Сямэнь (ныне Сямэнь ), Фуцзянь , Цин Китай , в семье американцев Росса Р. Браттейна и Оттилии Хаузер Браттейн. Его отец имел шотландское происхождение, а родители его матери были иммигрантами из Штутгарта , Германия. [2] [3] Росс Р. Браттейн был преподавателем в Институте Тин-Вэнь. [4] : 11  частная школа для китайских мальчиков; Оттилия Хаузер Браттейн была талантливым математиком. [5] Оба были выпускниками Уитмен-колледжа . [3] : 71  [6] Оттилия и малыш Уолтер вернулись в Соединенные Штаты в 1903 году, и вскоре за ними последовал Росс. [4] : 12  Семья прожила несколько лет в Спокане, штат Вашингтон , а затем в 1911 году поселилась на скотоводческом ранчо недалеко от Тонаскета, штат Вашингтон . [4] : 12  [3] : 71 

Браттейн учился в средней школе в Вашингтоне, проведя 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] Затем Браттейн поступил в колледж Уитмена в Уолла-Уолла, штат Вашингтон , где учился у Бенджамина Х. Брауна (физика) и Уолтера А. Брэттона (математика). Он получил степень бакалавра Уитмена в 1924 году, получив двойную специализацию по физике и математике. [8] Браттейн и его одноклассники Уокер Бликни , Владимир Рожанский и Э. Джон Уоркман сделали выдающуюся карьеру, позже став известными как «четыре всадника физики». [3] : 71  Брат Браттейна Роберт , который последовал за ним в Уитмен-колледж, также стал физиком. [3] : 71 

Браттейн получил степень магистра искусств в Орегонском университете 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, которой руководил Джон Т. Тейт , называлась «Эффективность возбуждения электронным ударом и аномальное рассеяние в парах ртути». [3] : 72 

Уолтер Браттейн был женат дважды. 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. [10] В следующем году Браттейн женился на миссис Эмме Джейн (Кирш) Миллер, матери троих детей. [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 Помрое, 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 . [3] : 72  Браттейн смог посетить лекцию Арнольда Зоммерфельда . [12] Некоторые из их последующих экспериментов по термоэлектронной эмиссии обеспечили экспериментальное подтверждение теории Зоммерфельда . Они также изучали состояние поверхности и работу выхода , вольфрама а также адсорбцию атомов тория . [3] : 74  В ходе исследований выпрямления и фотоэффектов на полупроводниковых поверхностях оксида меди и кремния Браттейн открыл фотоэффект на свободной поверхности полупроводника. Эта работа была признана Нобелевским комитетом одним из его главных вкладов в физику твердого тела. [2]

В то время телефонная индустрия 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 использовалась оксид меди, что было ранней и неудачной попыткой создания полевого транзистора . Другие исследователи из Bell и других организаций также экспериментировали с полупроводниками, используя такие материалы, как германий и кремний , но довоенные исследовательские усилия были несколько бессистемными и не имели прочной теоретической основы. [14]

Во время Второй мировой войны и Брэттейн, и Шокли по отдельности участвовали в исследованиях по магнитному обнаружению подводных лодок в Исследовательском комитете национальной обороны Колумбийского университета . [8] Группа Браттейна разработала магнитометры, достаточно чувствительные, чтобы обнаружить аномалии в магнитном поле Земли, вызванные подводными лодками . [4] : 104  [12] В результате этой работы в 1944 году Браттейн запатентовал конструкцию головки магнитометра. [15]

В 1945 году Bell Labs реорганизовалась и создала группу специально для проведения фундаментальных исследований в области физики твердого тела, связанных с коммуникационными технологиями. Создание кафедры было санкционировано вице-президентом по исследованиям Мервином Келли . [14] Это междисциплинарная группа, которую возглавляли Шокли и Стэнли О. Морган . [3] : 76  К новой группе вскоре присоединился Джон Бардин . [14] Бардин был близким другом брата Браттейна Роберта, который познакомил Джона и Уолтера в 1930-х годах. [4] Они часто вместе играли в бридж и гольф. [3] : 77  Бардин был квантовым физиком, Браттейн — одаренным экспериментатором в области материаловедения, а Шокли, лидер их команды, был экспертом в области физики 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, покрытый тонким слоем кремния и установленный рядом с металлической пластиной, — должен был работать. Он приказал Брэттену и Бардину выяснить, почему этого не происходит. В ноябре и декабре двое мужчин провели множество экспериментов, пытаясь определить, почему устройство Шокли не усиливает сигнал. [13] Бардин был блестящим теоретиком; [17] Браттейн, что не менее важно, «интуитивно чувствовал, что можно сделать с полупроводниками». [14] : 40  Бардин предположил, что нарушение проводимости может быть результатом локальных изменений состояния поверхности , захватывающих носители заряда . [18] : 467–468  Браттэйну и Бардину в конечном итоге удалось добиться небольшого усиления, вставив золотой наконечник в кремний и окружив его дистиллированной водой. Замена кремния германием 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: «Используя этот двойной точечный контакт, был установлен контакт с германиевой поверхностью, которая была анодирована до напряжения 90 В, электролит смылся в H2O, а затем на ней испарились несколько золотых пятен. Золотые контакты были прижаты к голой поверхности. Оба золотых контакта с поверхностью хорошо исправились... Одна точка использовалась в качестве сетки, а другая — в качестве пластины. Для получения усиления смещение (DC) на сетке должно было быть положительным». [18]

Как описывает Бардин: «Первоначальные эксперименты с золотым пятном сразу же предположили, что дырки внедрялись в германиевый блок, увеличивая концентрацию дырок вблизи поверхности. Названия «эмиттер» и «коллектор» были выбраны для описания этого явления. Единственный вопрос заключался в том, как компенсировался 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... Более поздние эксперименты, проведенные. Браттейн и я показали, что весьма вероятно, что и то, и другое имеет место в точечном транзисторе». [18] : 470 

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

Убежденная демонстрацией 1947 года в том, что был сделан крупный прорыв, Bell Laboratories интенсивно сосредоточилась на том, что теперь называлось « Проектом поверхностных состояний» . Первоначально соблюдалась строгая секретность. Тщательно ограниченные внутренние конференции внутри Bell Labs обменивались информацией о работе Брэттена, Бардина, Шокли и других, занимавшихся соответствующими исследованиями. [18] : 471  Были зарегистрированы патенты, в которых зафиксировано изобретение точечного транзистора Бардином и Брэттеном. [20] Было серьезное беспокойство по поводу того, смогут ли Ральф Брэй и Сеймур Бензер , изучающие сопротивление германия в Университете Пердью , сделать подобное открытие и опубликовать его раньше Bell Laboratories. [14] : 38–39 

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

Шокли считал (и заявлял), что вся заслуга в открытии транзистора должна принадлежать ему. [20] [21] [22] Он активно исключал Бардина и Брэттена из новых областей исследований. [23] в частности переходной транзистор , который запатентовал Шокли. [20] Теория Шокли переходного транзистора была «впечатляющим достижением», указывающим путь к будущей твердотельной электронике, но прошло несколько лет, прежде чем ее создание стало практически возможным. [14] : 43–44 

Браттейн перешел в другую исследовательскую группу в Bell Laboratories, где работал с CGB Гарреттом и Пи Джей Бодди. Он продолжал изучать поверхностные свойства твердых тел и «транзисторный эффект», чтобы лучше понять различные факторы, лежащие в основе поведения полупроводников. [3] : 79–81  [24] Описывая это как «невыносимую ситуацию», Бардин покинул Bell Laboratories в 1951 году, чтобы поступить в Университет Иллинойса , где в конечном итоге получил вторую Нобелевскую премию за свою теорию сверхпроводимости . [20] Шокли покинул Bell Laboratories в 1953 году и основал Лабораторию полупроводников Шокли в Beckman Instruments . [23] [25]

В 1956 году все трое были совместно награждены Нобелевской премией по физике королем Швеции Густавом VI Адольфом «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». [8] Бардин и Браттейн участвовали в открытии точечного транзистора; Шокли за разработку переходного транзистора. Уолтеру Брэттену приписывают слова, когда ему рассказали о награде: «Я, конечно, ценю эту честь. Это большое удовлетворение — сделать что-то в жизни и получить за это признание таким образом. Однако большая часть моей удачи приходит от того, что вы находитесь в нужном месте, в нужное время и имеете нужных людей для работы». [26] Каждый из троих прочитал лекцию. Браттейн рассказал о поверхностных свойствах полупроводников . [27] Бардин об исследованиях полупроводников, ведущих к созданию транзистора с точечным контактом , [28] и Шокли о транзисторных технологиях, порождающих новую физику . [29]

Позже Браттейн сотрудничал с П. Дж. Бодди и П. Н. Сойером над несколькими статьями об электрохимических процессах в живой материи. [3] : 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 Уитмен-колледже в качестве приглашенного лектора в 1962 и 1963 годах, а также в качестве приглашенного профессора с 1963 года. После официального ухода из Bell Laboratories в 1967 году он продолжал преподавать в Уитмене, став адъюнкт-профессор в 1972 году. Он ушел с преподавания в 1976 году, но продолжал работать консультантом в Whitman. [8]

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

Награды и почести [ править ]

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

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Уолтер Х. Браттейн» . Сеть глобальной истории IEEE . ИИЭЭ . Проверено 10 августа 2011 г.
  2. ^ Jump up to: а б с «Уолтер Хаузер Браттейн» . Шведская королевская академия наук . Проверено 8 декабря 2014 г. Уолтер Х. Брэттейн родился в Сямэнь, Китай, 10 февраля 1902 года в семье Росса Р. Брэттена и Оттилии Хаузер. ...
  3. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Бардин, Джон (1994). Уолтер Хаузер Браттейн 1902–1987 (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия наук . Проверено 4 марта 2015 г.
  4. ^ Jump up to: а б с д и Риордан, Майкл; Ходдесон, Лилиан (1998). Хрустальный огонь: изобретение транзистора и рождение информационного века . Нью-Йорк [ua]: Нортон. п. 78. ИСБН  9780393318517 . Проверено 4 марта 2015 г.
  5. ^ Купер, Дэвид Ю. (2001). «Брэттейн, Уолтер Х. (1902–1987), физики, физики, лауреаты Нобелевской премии» . Американская национальная биография в Интернете . дои : 10.1093/anb/9780198606697.article.1301949 . ISBN  9780198606697 . Проверено 4 марта 2015 г.
  6. ^ «Роберт Брэттейн» . PBS онлайн . Проверено 4 марта 2015 г.
  7. ^ Бардид, Джон (1994). «Уолтер Хаузер Браттейн, 1902–1987» (PDF) . Национальная академия наук.
  8. ^ Jump up to: а б с д и ж г час Кока, Андреа; Макфарланд, Коллин; Маллен, Джанет; Гастингс, Эми. «Путеводитель по семейным документам Уолтера Браттейна 1860–1990» . Северо-Западный цифровой архив (NWDA) . Проверено 29 марта 2018 г.
  9. ^ Jump up to: а б Сьюзан Хеллер Андерсон (14 октября 1987 г.). «Уолтер Браттейн, изобретатель, мертв» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 8 декабря 2014 г. Уолтер Браттейн, лауреат Нобелевской премии по физике 1956 года 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/cen-v035n019.p058 .
  11. ^ «Некролог Уильяма Браттейна - Тигард, Орегон» . Мемориал достоинства . Проверено 8 марта 2024 г. Сын лауреата Нобелевской премии по физике Уолтера Х. Браттейна [...] похоронит его прах рядом со своим отцом на кладбище Помрой-Сити, Помрой, Вашингтон.
  12. ^ Jump up to: а б с «Стенограмма интервью устной истории с Уолтером Браттейном, январь 1964 г. и 28 мая 1974 г.» . Библиотека и архивы Нильса Бора . Американский институт физики . 4 марта 2015 г.
  13. ^ Jump up to: а б с Левин, Алайна Г. (2008). «Джон Бардин, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн, изобретение транзистора – Bell Laboratories» . АПС Физика . Проверено 4 марта 2015 г.
  14. ^ Jump up to: а б с д и ж 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 г.
  16. ^ Jump up to: а б Исааксон, Уолтер (4 декабря 2014 г.). «Микрочипы: транзистор был первым шагом» . Блумберг Бизнес . Проверено 4 марта 2015 г.
  17. ^ Ходдесон, Лилиан. «Профессор Gentle Genius UI Джон Бардин получил две Нобелевские премии – так почему же о нем мало кто знает?» . Ассоциация выпускников Университета Иллинойса . Проверено 6 марта 2015 г.
  18. ^ Jump up to: а б с д и Ходдесон, Лилиан (1992). Из кристаллического лабиринта: главы из истории физики твердого тела . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0195053296 . Проверено 4 марта 2015 г.
  19. ^ Лундстрем, Марк (2014). Основы физики наноразмерных транзисторов . Уроки нанонауки: серия конспектов лекций. Том. 06. World Scientific Pub Co Inc. doi : 10.1142/9018 . ISBN  978-981-4571-73-9 .
  20. ^ Jump up to: а б с д Кесслер, Рональд (6 апреля 1997 г.). «Отсутствовал при сотворении мира; как один ученый сбежал с самым большим изобретением со времен лампочки» . Журнал «Вашингтон Пост» . Архивировано из оригинала 24 февраля 2015 года . Проверено 5 марта 2015 г.
  21. ^ Изобретатели и изобретения . Нью-Йорк: Маршалл Кавендиш. 2007. стр. 57–68. ISBN  978-0761477617 . Проверено 5 марта 2015 г.
  22. ^ «Шокли, Браттейн и Бардин» . Транзисторный . ПБС . Проверено 5 марта 2015 г.
  23. ^ Jump up to: а б с «Уолтер Хаузер Браттейн» . Как все работает . Июль 2010 года . Проверено 5 марта 2015 г.
  24. ^ Кэри, Чарльз В. младший (2006). Американские учёные . Издательство информационной базы. стр. 39–41. ISBN  978-0816054992 . Проверено 5 марта 2015 г.
  25. ^ Брок, Дэвид К. (29 ноября 2013 г.). «Как мечта Уильяма Шокли о роботах помогла создать Силиконовую долину» . IEEE-спектр . Проверено 10 апреля 2014 г.
  26. ^ Jump up to: а б «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, Уолтер Х. (11 декабря 1956 г.). «Поверхностные свойства полупроводников» . Наука . 126 (3265). Nobelprize.org: 151–3. дои : 10.1126/science.126.3265.151 . ПМИД   17743910 .
  28. ^ Бардин, Джон (11 декабря 1956 г.). «Исследование полупроводников, ведущее к созданию точечного транзистора» . Нобелевская лекция . Нобелевская премия.org.
  29. ^ Шокли, Уильям (11 декабря 1956 г.). «Транзисторная технология порождает новую физику» . Нобелевская лекция . Нобелевская премия.org.
  30. ^ «Специальные стипендиальные программы» . Колледж Уитмена . Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года . Проверено 5 марта 2015 г.
  31. ^ «Дело Джона Бардина и Уолтера Браттейна, Комитет по науке и искусству, медаль Баллантайна 1954 года» . Институт Франклина . 15 января 2014 года . Проверено 5 марта 2015 г.

Внешние ссылки [ править ]

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Walter_Houser_Brattain&oldid=1227951903"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: ce3bb42e90e0b470377b405d7ad55d00__1717857420
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ce/00/ce3bb42e90e0b470377b405d7ad55d00.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Walter Houser Brattain - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)