والتر براتين

وفقًا لنظريات ذلك الوقت، كان من المفترض أن يعمل ترانزستور شوكلي ذو التأثير الحقلي ، وهو عبارة عن أسطوانة مطلية بطبقة رقيقة من السيليكون ومثبتة بالقرب من صفيحة معدنية. أمر شوكلي براتين وباردين باكتشاف سبب عدم عمله. خلال شهري نوفمبر وديسمبر، أجرى الرجلان تجارب متنوعة في محاولة لتحديد سبب عدم قدرة جهاز شوكلي على التضخيم. ^{[ 13 ]} كان باردين عالمًا نظريًا بارعًا؛ ^{[ 17 ]} أما براتين، الذي لا يقل أهمية، فكان "يمتلك حسًا بديهيًا لما يمكن فعله في أشباه الموصلات". ^{[ 14 ] : 40} افترض باردين أن عدم التوصيل قد يكون نتيجة لاختلافات موضعية في حالة السطح التي تحبس حاملات الشحنة . ^{[ 18 ] : 467-468} تمكن براتين وباردين في النهاية من إحداث مستوى ضئيل من التضخيم عن طريق دفع نقطة معدنية من الذهب في السيليكون، وإحاطتها بالماء المقطر. أدى استبدال السيليكون بالجرمانيوم إلى تحسين التضخيم، ولكن فقط بالنسبة للتيارات ذات التردد المنخفض. ^{[ 13 ]}

في السادس عشر من ديسمبر، ابتكر براتين طريقةً لوضع قطبين من رقائق الذهب متقاربين على سطح من الجرمانيوم. ^{[ 16 ]} وذكر براتين: "باستخدام هذا القطب المزدوج، تم توصيل سطح الجرمانيوم الذي خضع لعملية أنودة عند 90 فولت، ثم غُسل بالمحلول الإلكتروليتي في الماء، ثم رُشّت عليه بقع من الذهب بالتبخير. ضُغطت أقطاب الذهب على السطح المكشوف. وقد قام كلا القطبين بتقويم التيار بشكل جيد... استُخدمت إحدى النقطتين كشبكة والأخرى كصفيحة. وكان لا بد من أن يكون جهد الانحياز (المستمر) على الشبكة موجبًا للحصول على التضخيم." ^{[ 18 ]}

كما وصف باردين، "أشارت التجارب الأولية باستخدام بقعة الذهب مباشرةً إلى إدخال ثقوب في كتلة الجرمانيوم، مما يزيد من تركيز الثقوب بالقرب من السطح. وقد تم اختيار مصطلحي الباعث والمجمع لوصف هذه الظاهرة. وكان السؤال الوحيد هو كيفية تعويض شحنة الثقوب المضافة. كانت فكرتنا الأولى هي أن الشحنة تُعوض بواسطة حالات السطح. اقترح شوكلي لاحقًا أن الشحنة تُعوض بواسطة الإلكترونات في الكتلة، واقترح هندسة ترانزستور الوصلة... أظهرت تجارب لاحقة أجريتها أنا وبراتين أنه من المرجح جدًا حدوث كليهما في ترانزستور نقطة التلامس." ^{[ 18 ] : 470}

في 23 ديسمبر 1947، عرض براتين وباردين وشوكلي أول ترانزستور عامل لزملائهم في مختبرات بيل. يُعد الترانزستور، الذي يقوم بتضخيم الإشارات الكهربائية الصغيرة ويدعم معالجة المعلومات الرقمية، "العامل التمكيني الرئيسي للإلكترونيات الحديثة". ^{[ 19 ]}

بعد أن اقتنعت مختبرات بيل، إثر العرض التوضيحي الذي أُجري عام ١٩٤٧ والذي أثبت تحقيق إنجاز كبير، ركزت جهودها بشكل مكثف على ما أطلقت عليه لاحقًا مشروع حالات السطح . في البداية، ساد التكتم الشديد. وعُقدت مؤتمرات داخلية مُقيدة بعناية داخل مختبرات بيل لتبادل المعلومات حول عمل براتين، وباردين، وشوكلي، وغيرهم ممن انخرطوا في أبحاث ذات صلة. ^{[ ١٨ ] : ٤٧١. سُجلت ٤٧١} براءة اختراع، تُوثق اختراع ترانزستور نقطة التلامس بواسطة باردين وبراتين. ^{[ ٢٠ ]} ساد قلق كبير بشأن ما إذا كان رالف براي وسيمور بنزر ، اللذان كانا يدرسان المقاومة في الجرمانيوم بجامعة بيردو ، سيحققان اكتشافًا مماثلًا وينشرانه قبل مختبرات بيل. ^{[ ١٤ ] : ٣٨-٣٩}

في 30 يونيو 1948، عقدت مختبرات بيل مؤتمرًا صحفيًا للإعلان علنًا عن اكتشافها. كما تبنت سياسة منفتحة تتيح تبادل المعرفة الجديدة بحرية مع المؤسسات الأخرى. وبذلك، تجنبت تصنيف العمل كسر عسكري، وأتاحت إجراء بحوث وتطوير واسعة النطاق لتكنولوجيا الترانزستور. نظمت مختبرات بيل عدة ندوات مفتوحة للجامعات والصناعة والجيش، حضرها مئات العلماء في سبتمبر 1951، وأبريل 1952، و1956. وحضرها ممثلون عن شركات دولية ومحلية. ^{[ 18 ] : 471-472، 475-476}

اعتقد شوكلي وصرح بأنه كان الأجدر بنيل كامل الفضل في اختراع الترانزستور. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} وقد استبعد باردين وبراتين بشكلٍ فعلي من مجالات البحث الجديدة، ^{[ 23 ]} ولا سيما ترانزستور الوصلة ، الذي حصل شوكلي على براءة اختراعه. ^{[ 20 ]} كانت نظرية شوكلي عن ترانزستور الوصلة "إنجازًا باهرًا"، إذ مهدت الطريق للإلكترونيات الصلبة المستقبلية ، ولكن استغرق الأمر عدة سنوات قبل أن يصبح تصنيعه ممكنًا عمليًا. ^{[ 14 ] : 43-44}

انتقل براتين إلى مجموعة بحثية أخرى داخل مختبرات بيل، حيث عمل مع سي جي بي غاريت وبي جيه بودي. وواصل دراسة خصائص سطح المواد الصلبة و"تأثير الترانزستور"، بهدف فهم أفضل للعوامل المختلفة التي تُؤثر على سلوك أشباه الموصلات. ^{[ 4 ] : ​​79-81 [ 24 ]} ووصف باردين الوضع بأنه "لا يُطاق"، فغادر مختبرات بيل عام 1951 ليلتحق بجامعة إلينوي ، حيث فاز لاحقًا بجائزة نوبل الثانية عن نظريته في الموصلية الفائقة . ^{[ 20 ]} وغادر شوكلي مختبرات بيل عام 1953 وأسس مختبر شوكلي لأشباه الموصلات . ^{[ 23 ] [ 25 ]}

في عام ١٩٥٦، مُنح الرجال الثلاثة جائزة نوبل في الفيزياء مناصفةً من قِبل الملك غوستاف السادس أدولف ملك السويد "لأبحاثهم في أشباه الموصلات واكتشافهم لتأثير الترانزستور". ^{[ ٩ ]} وشملت الجائزة باردين وبراتين لاكتشافهما ترانزستور التلامس النقطي، وشوكلي لتطويره ترانزستور الوصلة. ويُنسب إلى والتر براتين قوله، عند إبلاغه بالجائزة: "أُقدّر هذا التكريم حقًا. إنه لمن دواعي سروري أن أُنجز شيئًا في حياتي وأن أُحظى بهذا التقدير. ومع ذلك، فإن جزءًا كبيرًا من حظي الجيد يعود إلى وجودي في المكان المناسب، في الوقت المناسب، والعمل مع الأشخاص المناسبين". ^{[ ٢٦ ]} وألقى كلٌّ منهم محاضرة. تحدث براتين عن خصائص سطح أشباه الموصلات ، ^{[ 27 ]} وتحدث باردين عن أبحاث أشباه الموصلات التي أدت إلى ترانزستور نقطة التلامس ، ^{[ 28 ]} وتحدث شوكلي عن تكنولوجيا الترانزستور التي تستحضر فيزياء جديدة . ^{[ 29 ]}

تعاون براتين لاحقًا مع بي جيه بودي وبي إن سوير في العديد من الأبحاث حول العمليات الكهروكيميائية في الكائنات الحية. ^{[ 4 ] : ​​80} وقد ازداد اهتمامه بتخثر الدم بعد أن خضع ابنه لجراحة قلب مفتوح. كما تعاون مع ديفيد فراسكو، أستاذ الكيمياء في جامعة ويتمان، مستخدمًا طبقات الفوسفوليبيد الثنائية كنموذج لدراسة سطح الخلايا الحية وعمليات امتصاصها. ^{[ 23 ]}

درّس براتين في جامعة هارفارد كمحاضر زائر عام 1952، وفي كلية ويتمان كمحاضر زائر عامي 1962 و1963، وأستاذ زائر ابتداءً من عام 1963. وبعد تقاعده رسمياً من مختبرات بيل عام 1967، استمر في التدريس في ويتمان، وأصبح أستاذاً مساعداً عام 1972. تقاعد من التدريس عام 1976، لكنه استمر في العمل كمستشار في ويتمان. ^{[ 9 ]}

في جامعة ويتمان، تُمنح منح والتر براتين الدراسية على أساس الجدارة للطلاب الجدد الذين حققوا تفوقًا أكاديميًا عاليًا في دراستهم التحضيرية للجامعة. ويُنظر في طلبات جميع المتقدمين للقبول للحصول على هذه المنحة، التي يمكن تجديدها لمدة أربع سنوات. ^{[ 30 ]}