Fødsel |
13. februar 1910 London ( Storbritannia ) |
---|---|
Død |
12. august 1989 Stanford ( USA ) |
Nasjonalitet | amerikansk |
Områder | Solid state fysikk |
Institusjoner | Bell Laboratories |
Diplom | MIT (1936) |
Kjent for | Oppfinnelse av transistoren |
Utmerkelser | Nobelprisen i fysikk 1956 |
William Bradford Shockley (13. februar 1910 - 12. august 1989) er en amerikansk fysiker . Hans forsøk på å markedsføre en ny type transistor på 1950- og 1960-tallet førte til opprettelsen av Silicon Valley . Han var sammen med John Bardeen og Walter Houser Brattain , vinner av 1956 Nobelprisen i fysikk "for deres forskning på halvledere og deres oppdagelse av transistoreffekten" .
Født i London , England , til amerikanske foreldre , og oppvokst i California , oppnådde han sin bachelor ved California Institute of Technology i 1932 og doktorgraden ved MIT i 1936. Spesielt var tittelen på doktorgradsavhandlingen Calcul des functions d ' elektronbølge i natriumkloridkrystaller.
På slutten av oppgavens forsvar ble Shockley rekruttert til et team av forskere fra Bell Laboratories ledet av CJ Davisson i Murray Hill (New Jersey) . Det var der han publiserte flere seminal artikler om solid state fysikk for Physical Review . Han registrerte sitt første patent i 1938, det av en elektromultiplikator elektronpistol .
Da USA gikk inn i krigen , startet Shockley radarforskning ved Bell Labs på Manhattan. Så i månedenMai 1942Aksepterte han Columbia University tilbud om å bli forskningsdirektør ved Anti-Submarine Operations Group : Dette involvert utvikle nye metoder for å bekjempe ubåt taktikk med spesielle transport teknikker , inkludert 'bruk av synkeminer , etc. Dette engasjementet involverte hyppige turer til Pentagon og Washington, hvor Shockley kom i kontakt med flere generalsoffiserer og høytstående tjenestemenn. I 1944 organiserte han et praksisprogram for å oppmuntre B-29 bombeflygere til å bruke de nye radarsiktene. På slutten av 1944 turnerte han amerikanske baser rundt om i verden i tre måneder for å presentere resultatene av sin forskning. I erkjennelsen av denne aktiviteten, statssekretær for War Robert Patterson dekorert Shockley med Medal for Merit på17. oktober 1946.
I måneden Juli 1945, ga krigsdepartementet Shockley i oppdrag å skrive en rapport om det estimerte antallet omkomne som ville bli resultatet av en amerikansk landing i Japan. Shockley konkluderer: “Hvis denne rapporten har vært i stand til å demonstrere at sivilees kampoppførsel konsekvent har matchet oppførselen til troppene i strid, i presedenser som ligner på Japans, betyr dette at dødstallet og den lamme japaneren på den tiden av deres nederlag vil overstige antall tyske ofre; med andre ord, vi må sannsynligvis drepe mellom 5 og 10 millioner japanere. Dette kan koste oss mellom 1,7 og 4 millioner ofre, inkludert 400 000 til 800 000 dødsfall . Ifølge den amerikanske historikeren R. Newman, ved University of Pittsburgh , ville denne rapporten ha bedt de amerikanske myndighetene om å vurdere atombombene mot Hiroshima og Nagasaki for å tvinge det japanske imperiet til å overgi seg.
I 1945 dannet Bell Laboratories et team av fysikere under ledelse av Shockley og kjemiker Stanley Morgan: blant dem var John Bardeen , Walter Brattain , fysiker Gerald Pearson , kjemiker Robert Gibney, elektronikkekspert Hilbert Moore, etc. Deres oppgave var å finne en solid erstatning for de skjøre rørforsterkerne . De første forsøkene deres tok opp en idé om Shockley: å endre ledningsevnen til en halvleder ved å dyppe den ned i et elektrisk felt; uansett konfigurasjon eller materialvalg, mislyktes disse eksperimentene regelmessig. Det var ingen fremgang før Bardeen foreslo at det var elektrifiseringen av det ytre laget som skjermet det elektriske feltet på de indre lagene av halvlederen. Teamet viet seg deretter helt til studiet av elektrifiseringen av det ytre laget.
Vinteren 1946 hadde Shockleys team samlet nok resultater til at Bardeen kunne publisere en artikkel om ytre lagkonfigurasjoner i Physical Review . Brattain startet eksperimenter for å utforske ytre lagtilstander ved å rette en fokusert lysstråle på overflaten av halvledere. De oppnådde resultatene ga materialet til nye artikler. Arbeidstakten økte markant da det ble oppdaget fordelen med å belegge kontaktene mellom halvlederen og lederledningene med elektrolytter . Deretter gjort Moore en krets som tillot frekvensen av inngangssignalet til enkelt varieres og når endelig Pearson, på Shockley idé, anvendt spenningsforskjellen til overflaten av en dråpe av glykol -borat (en viskøs oppløsning av (vanlig bruk i elektrolytiske kondensatorer ) satt inn gjennom et PN-kryss , fikk forskere de første manifestasjonene av kraftforsterkning .
Men advokatene til Bell-laboratoriene lærte veldig raskt at prinsippet om Shockley felteffekt allerede var kjent, og at en tysk fysiker, J. Lilienfeld , hadde patentert MESFET- effekten i Canada, samt forskjellige enheter som utnyttet dette fenomenet fra 1925. Selv om Lilienfelds patent syntes å være åpent for angrep (hans apparater hadde aldri blitt produsert, og etter all sannsynlighet kunne de ikke fungere som de er), Bell-advokatene patenterte bare applikasjonene til Bardeen-Brattain-punktets elektriske kontakt. Tre andre patenter beskyttet elektrolyttransistorer, kreditert Bardeen, Gibney og Brattain; Shockleys navn dukket opp ingen steder i disse patentene, sistnevnte ble opprørt: han informerte Bardeen og Brattain om at han hadde til hensikt å patentere felteffekten i hans navn alene.
Shockley søkte nå alene å designe en annen type transistor, basert på kryss i stedet for punktkontakter, med tanke på at denne komponenten ville være mer lønnsom kommersielt, fordi han syntes Brattain og Bardeen-transistorer skjøre og vanskelige å produsere. dessuten virket teorien om forsterkning ved punktkontakt ikke tilfredsstillende for ham, og han forestilte seg heller en initiering av ledning ved injeksjon av minoritetsladningsbærere . De13. februar 1948, et annet medlem av teamet, John Shive , utviklet en transistor med bronsekontakter på hver side av en germaniumfilm : denne komponenten demonstrerte, ved sin eksistens, at elektroniske hull sprer seg ikke bare på overflaten, men også i massen av germanium krystall. Shives oppfinnelse så ut til å utløse Shockleys oppfinnelse av kryssstransistoren: noen måneder senere utviklet faktisk Shockley en helt ny type transistor, som besto av en bunke med kryss. Denne strukturen vil også være den for flertallet av transistorer på 1960-tallet; deretter vil den utvikle seg mot bipolar kryssstransistor .
Shockley innrømmet senere at teamets forskning var "en blanding av samarbeid og konkurranse", og at han selv hadde holdt noen av ideene sine hemmelige til Shives fremrykk i 1948. "Tving hånden. "
Shockley skrev en veldig detaljert beskrivelse av det han kalte "sandwich-transistoren", og han fikk de første avgjørende resultatene den 7. april 1949. I mellomtiden jobbet han utrettelig med sitt mesterverk , elektroner og hull i halvledere ( elektroner og hull i halvledere ), behandlet 558 sider som dukket opp i 1950. Den utviklet de revolusjonerende ideene om effekten av skred og diffusjon i metaller, og etablerte differensiallikningene. som beskriver strømmen av elektroner i krystallinske bygninger. Han gir også ligningen som regulerer diodenes oppførsel . Denne klassiske avhandlingen har ledet forskere og ingeniører som jobber med design av nye halvledere i årevis.
Dette resulterte i oppfinnelsen av den bipolare transistoren , kunngjort på en pressekonferanse den4. juli 1951.
Reklame som ble gitt til "oppfinnelsen av transistoren" var senere til fordel for hovedsakelig Shockley, til bekymring for Bardeen og Brattain; Når det gjelder ledelsen til Bell Laboratories, sluttet den aldri å presentere sine tre oppfinnere som et samlet team. I de tidlige dagene endret Shockley ordene til sine biografer og journalister når han fikk eksklusiv kreditt for oppfinnelsen, men på begynnelsen av 1950-tallet foraktet han den delen som ble tatt av Bardeen og Brattain og andre steder. Hindret dem i å jobbe med den bipolare transistoren. Dette bestemte Bardeen for å trekke seg fra Bell Laboratories i 1951, og gå i gang med den teoretiske studien av superledningsevne ; når det gjelder Brattain, nektet han å fortsette å jobbe i Shockleys team.
I 1956 dro Shockley fra New Jersey til Mountain View (California) for å åpne Shockley halvlederlaboratorium der, og for å være nærmere familien sin, og bodde i Palo Alto (California) . Selskapet, en del av Beckman Instruments , Inc., var det første som jobbet med silisiumhalvlederkomponenter i det som senere skulle bli Silicon Valley .
Der begynte Shockleys dominerende og paranoide tendenser å forverres. En dag syntes et kutt på tommelen som ble mottatt av en av hans sekretærer, å være manifestasjonen av en ondsinnet handling, og han krevde at det ble utført en løgnedetektortest for å finne synderen. Etter å ha mottatt Nobelprisen i 1956, ble hans oppførsel mer og mer despotisk, ustabil og ubehagelig, så mye at på slutten av 1957, overfor hans nektet å fortsette å forske på silisiumdoping, var åtte av hans samarbeidspartnere (som da vil være kvalifisert som forræderiske åtte ) trakk seg i en gruppe; de bestemte seg for å lage sitt eget designkontor, Fairchild Semiconductor . Shockley-laboratoriet skulle ikke komme seg etter denne blodgutten: i løpet av de neste 20 årene ville de tidligere Shockley-samarbeidspartnerne distribuere 65 nye oppfinnelser.
Etter 1960-tallet var Shockley professor ved Stanford og ble også en ivrig talsmann for eugenikk . Hans synspunkter på svarte amerikanere, som han arvelig vurderte å ha en lavere gjennomsnittlig IQ enn hvite, ga ham særlig kritikk og beskyldninger om vitenskapelig rasisme.
Han er den eneste nobelprisvinneren som har donert sædceller til "Repository for Germinal Choice", en sædbank som bare var designet for Nobelprisvinnere, og som til slutt ønsket høye IQ og idrettsutøvere velkommen. [1]
Shockley ble kåret av Time Magazine som en av de 100 mest innflytelsesrike personer av XX th århundre .