Rafiq教授：纪念晶体管的发明者--约翰巴丁
晶体管的发明以及因其发明而产生的电子产品工业的发展使我们的社会产生了翻天覆地的变化。约翰·巴丁是晶体管发明者之一。他是一位天才，也是20世纪最具影响力的半导体物理学家之一，曾获得两项诺贝尔物理学奖。
晶体管
晶体管是最有深远影响的科学发明之一，它的发明改变了人类的生活以及世界科技的发展。晶体管于1947年被发明，现已成为现代半导体产业的一个组成部分，2018年全球估计销售额为4,779亿美元[1]。
约翰·巴丁
因研究半导体并发明晶体管效应，约翰·巴丁与、威廉·布拉德福德·肖克利以及沃尔特·布拉顿三人共同于1956年12月10日获得诺贝尔物理学奖[2]。约翰·巴丁于1956年接受诺贝尔奖的照片如下图所示[2]。
约翰·巴丁1956年接受诺贝尔奖金时的照片[3]
下图显示了贝尔实验室的第一个点接触晶体管[2]。金导线缠绕在楔状聚苯乙烯上并压在锗衬底上。
第一只点接触晶体管照片 [3]
下图为点接触晶体管工作示意图。电流I1通过输入电路时，它在p型反型层中产生空穴，并调制产生电流I2 [4]。
点接触晶体管示意图 [4]
本月是晶体管发明者之一约翰·巴丁去世的月份（1991年1月30日）[2]。因此，我们向天才物理学家和发明家约翰·巴丁致敬。他的聪明、安静、慷慨、有远见、有思想和卓越为朋友所知[5]。由于他性格内向，他的哥哥威廉、他的妻子简和他的同事沃尔特·布拉顿帮他对外交流与沟通[2]。
威斯康星大学
约翰·巴丁于1908年5月23日出生于美国威斯康星州麦迪逊市。他在威斯康星州的一所高中就读，然后分别于1928年和1929年在威斯康星大学完成了电子工程学士和硕士学位[6]。然后他转到匹兹堡的海湾研究实验室担任地球物理学家，从事石油勘探工作。然后他去了普林斯顿大学学习研究生课程，并完成了他的博士学位。在尤金·维格纳教授的指导下于1936年完成关于金属功函数的博士论文 [6]。在他的职业生涯中，他曾在哈佛大学、明尼苏达大学和海军军械实验室担任过各种职务，随后于1945年入职贝尔实验室。他在贝尔实验室工作到1951年。随后，他在1951年至1975年担任伊利诺伊大学电气工程教授 [2,6]。
约翰·巴丁在授课
在他的职业生涯中，他从事凝聚态理论研究（如金属的电子行为、半导体表面特性、晶体中原子扩散理论和准一维金属）。他的研究证明他是个天才，对半导体物理研究有着更长久更深远的影响。他于1972年获得第二届诺贝尔物理学奖[4,5]。他与Leon Neil Cooper、John Robert Schrieffer三人因在BCS超导理论方面的贡献而共同获得诺贝尔奖。
约翰·巴丁获诺贝尔奖现场
通过2次赢得诺贝尔奖，他证明了自己是最伟大的半导体物理学家之一。他的晶体管等的发现改变了我们这个世界。 BCS理论有助于理解超导性以及核物理、粒子物理和天体物理学。晶体管的发明使我们的许多日常生活所用的电子设备如计算机、手机、传真机、数码相机、多媒体投影仪等成为可能。很难想像，如果没有这些电子产品我们现在的生活是什么样子。
点击阅读Rafiq教授原文：
Remembering John Bardeen: inventor of transistor
M A Rafiq, C B Li, B W Cheng
J. Semicond., 2019, 40(2)，020301.
doi: 10.1088/1674-4926/40/2/020301.
参考文献:
[1] https://www.semiconductors.org
[2] https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1956/bardeen/biographical
[3] Hoddeson L. John Bardeen: the only person to win two Nobel Prizes in physics. Phys Educ, 2011, 46, 661
[4] Riordan M, Hoddeson L, Herring C. The invention of the transistor. Rev Mod Phys, 1999, 71, S336
[5] Schreiffer J R. John Bardeen and the theory of superconductivity. Physics Today, 1992, 45, 46
[6] https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1972/bardeen/cv
想了解更多，请长按上方二维码关注
前往“发现”-“看一看”浏览“朋友在看”