Уолтер Хаузер Браттейн

Уолтер Хаузер Браттейн

(10.02.1902;13.10.1987).

Уолтер Хаузер Браттейн — відомий американський фізик, винахідник транзистора (що з Джоном Бардином і Вільямом Шоклі). Натомість винаходи все три фізика удостоїлися Нобелівської премії.

Уолтер Хаузер Браттейн зробив чимало у галузі фізики напівпровідників та вивчення їх поверхневих властивостей. Вони були дуже важливі для польових транзисторів, які дуже чутливі до поверховим дефектів, і навіть для сонячних батарей, властивості яких визначаються електричними властивостями поверхні.

Подробная биография

Уолтер Хаузер Браттейн народився місті Амой (Сямынь) на південному сході Китаю. Його батько — Росс Р. Браттейна був учителем. Мати його звали Оттилия (Хаузер) Браттейн. У тому родині п’ять дітей. Ще ранньому дійстві Волтера його родину повернулося у Тонаскет (штат Вашингтон).

Там ж Уолтер навчався у школі, тоді вступив в Уайтмен-колледж (в Балла Валла). Уолтер Браттейн вибрав профілюючими предметами фізику і математику. Він закінчив коледж в 1924 року, ставши бакалавром.

В 1926 Браттейн отримав ступінь магістра фізики в Орегонском університеті.

В межах своєї докторської програми Браттейн провів 1928/29 академічний рік у Національному бюро стандартів США. Там вона працювала над збільшенням точності вимірів часу й частоти коливань, допомагав розробляти портативний генератор з температурної регулюванням.

В 1929 року Уолтер Браттейн захистив докторську дисертацію із фізики в Миннесотстком унивеситете.

В 1929 року Уолтер Хаузер Браттейн вступив у «Белл лабораториес «физиком-исследователем.

В 1967 року Уолтер Браттейн пішов у відставку, повернулося на Уайтмен-колледж, щоб викладати фізику і можливість займатися вивченням живих клітин.

Первые 7 років у «Белл лабораториес «Браттейн вивчав вплив адсорбційних плівок на емісію електронів гарячими поверхнями, електронні зіткнення в парах ртуті, займався магнитометрами, інфрачервоними явищами і еталонами частоти. Тоді головним електронним усилительным пристроєм була трехэлектродная вакуумна лампа (триод), винайдена Лі де Форестом в 1907 року. Браттейн вніс у радіолампи невеличке вдосконалення — то побачив, деякі тонкі катодні покриття забезпечують задовільну емісію з меншими температурах, посилюючи ефект і продовжуючи тривалість життя лампи.

В 1935 року Уолтер Браттейн одружився з Керен Джилмор, які займалися фізичної хімією, вони мали син.

В 1936 року у «Белл лабораториес «прийшов Вільям Шоклі, він швидко включився у дослідження властивостей напівпровідниками. Він просто хотів замінити радіолампи приладами з твердих матеріалів, аби знизити їх величину і зробити менш крихкими й енергоємними.

Полупроводники, на той час, вже застосовувалися у перших напівпровідникових радіоприймачахвикористовувався контакт між витком тонкої дроту (вусиком) і шматок мінералу галенита (полупроводником) для детектування малих сигналів від прийнятих антеною радіохвиль. Досліджуючи напівпровідники, Браттейн і Шоклі шукали матеріал, який міг би як детектувати, а й посилювати сигнали. Їх дослідження перервала війна.

С 1942 по 1945 роки Браттейн і Шоклі працювали у відділі військових досліджень при Колумбійському університеті, де займалися застосуванням наукових розробок на протичовнової боротьбі.

Когда після війни Браттейн і Шоклі повернулися на «Белл лабораториес », до них приєднався фізик-теоретик Джон Бардин. У цьому вся співдружності Браттейн виконував роль експериментатора. Онопределял властивості і поведінку досліджуваних матеріалів і приладів. Шоклі висунув теоретичне припущення, що впливаючи на струм електричним полем від докладеної напруги, можна отримати роботу підсилювач з польовим впливом. Це полі має діяти аналогічна тій полю, яке виникає на сітці триодного підсилювача. Група створила багато приладів, щоб перевірити теорію Шоклі, але не всі безрезультатно.

Джону Бардину спала на думку думку, що полі неспроможна проникнути всередину напівпровідника через шару електронів з його поверхні. Тоді вчені стали досліджувати поверхневі ефекти. Вони піддавали поверхні напівпровідників різним випробувань: впливу світла, тепла, холоду, смачиванию рідинами (ізолюючими й що проводять) і покриттю металевими плівками.

В 1947 року, коли групу розібралася поведінці поверхні напівпровідників, Браттейн і Бардин сконструювали прилад, у якому вперше проявилося те, що пізніше назвали транзисторным ефектом. Цей прилад (точечно-контактный транзистор), складалася з кристалу германію, що містить невелику концентрацію домішок. З одного боку кристала розташовувалися два контакту із «золотої фольги, з іншого боку перебував третій контакт. Позитивне напруга прикладалося між першим золотим контактом (эмиттером) і третім контактом (базою), а негативне напруга — між другим золотим контактом (колектором) і базою. Сигнал, що надходить на эмиттер, надавав впливом геть струм в контурі колектор — база. Хоча це прилад посилював сигнал, як і це задумано, але принцип його роботи могли объясненить. Це спричинило серії додаткових дослідженням, які показали, що недооценивался внесок «дірок «в електричний струм.

Шокли передбачив, що прилад можна поліпшити, замінивши металлополупроводниковые контакти кращими контактами між різними типами напівпровідників, у одному з яких домінують надлишкові електрони (n-тип), а іншому дірки (p-тип). Вдала модель (площинною транзистор), було зроблено в 1950 року. Вона складалася з тонкого шару p-типа, розташованого між двома верствами n-типа з металевими контактами у кожному шарі. Цей прилад працював у такий спосіб, як і передбачав Шоклі. Площинні транзистори залучатися замість точечно-контактных, оскільки з їхньою було легше виготовляти і вони краще працювали.

Раннюю ідею Шоклі, транзистор з польовим впливом, так важко вдавалося здійснити, оскільки серед доступних матеріалів був підхожих. Працюючий польовий транзистор побудували з урахуванням кристалів кремнію, коли методи вирощування і очищення кристалів досить далеко просунулися вперед.

Благодаря винаходу транзисторів, з’явилася можливість створювати сучасні комп’ютери також інші важливі прилади.

Уолтер Браттейн отримав медаль Стюарта Баллантайна Франклиновского інституту, у 1952 року.

В 1955 року Браттейн отримав премію Джона Скотта міста Філадельфії.

Уолтер Хаузер Браттейн отримав Нобелівську премію з фізиці в 1956 року (що з Бардином і Шоклі). Вони мусили нагороджені «за дослідження напівпровідників і відкриття транзисторного ефекту ». У своїй Нобелівської лекції «Поверхневі властивості напівпровідників «(«Surface Properties of Semiconductors ») Браттейн наголосив на важливості поверхонь, «де відбувається багато, а то й більшість, цікавих і явищ. У електроніці із більшістю, а то й з усіма, елементами контуру пов’язані неравновесные явища, що відбуваються на поверхнях » .

Дальнейшие дослідження Браттейн посвящетил властивостями напівпровідників та його поверхонь. Вони були дуже важливі для польових транзисторів, які дуже чутливі до поверховим дефектів, і навіть для сонячних батарей, властивості яких визначаються електричними властивостями поверхні.

В 1957 року дружина Браттейна Керен Джилмор померла. За рік він одружився з Еммі Джейн Кірш Міллер.

Уолтер Браттейн отримав почесну нагороду випускникам Орегонського університету у 1976 року.

Уолтер Браттейн мав п’ятьма почесними докторськими ступенями, перебуваючи членом частина Національної академії наук і Почесного суспільства винахідників, і навіть був членом Американської академії і мистецтв, Американської асоціації сприяння розвитку науку й Американського фізичного суспільства.

13 жовтня 1987 року Уолтер Хаузер Браттейн умер.

Список литературы

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із російського сайту internet.