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.

Full text

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

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