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ウォルター・ハウザー・ブラッテン | |
|---|---|
 ブラッテン 1950年頃 | |
| 生まれる | 1902年2月10日 |
| 死亡 | 1987年10月13日（享年85歳） |
| 国籍 | アメリカ人 |
| 母校 | |
| 知られている | トランジスタ |
| 親族 | ロバート・ブラッテン（兄弟） |
| 受賞歴 |
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| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | 物理学、電子工学 |
| 機関 | |
| 博士課程の指導教員 | ジョン・トーレンス・テイト・シニア |
ウォルター・ハウザー・ブラッテン（/ ˈ b r æ t ən / ; 1902年2月10日 - 1987年10月13日）は、ベル研究所のアメリカ人物理学者であり、同僚の科学者ジョン・バーディーン、ウィリアム・ショックレーとともに、1947年12月に点接触トランジスタを発明した。 [1]彼らはこの発明により1956年のノーベル物理学賞を共同受賞した。ブラッテンはその生涯の多くを表面状態の研究に費やした。
バイオグラフィー
ウォルター・ブラッテンは清国中国福建省アモイ（現在の厦門）で、アメリカ人の両親ロス・R・ブラッテンとオティリー・ハウザー・ブラッテンの間に生まれた。彼の父はスコットランド系で、母の両親はともにドイツのシュトゥットガルトからの移民であった。[2] [3]ロス・R・ブラッテン氏は中国人男子のための私立学校であるティン・ウェン学院の教師であり、[4] : 11 オティリー・ハウザー・ブラッテン氏は才能ある数学者であった。[5]両者ともホイットマン大学を卒業している。[3] : 71 [6]オティリーと赤ん坊のウォルターは1903年に米国に戻り、ロスもその後すぐに続いた。[4] : 12 家族はワシントン州スポケーンに数年間住み、その後1911年にワシントン州トナスケット近くの牧場に定住した。 [4] : 12 [3] : 71
ブラッテンはワシントン州の高校に通い、シアトルのクイーンアン高校で1年間、トナスケット高校で2年間、ベインブリッジ島のモラン男子校で1年間過ごした。[7] その後、ワシントン州ワラワラのホイットマン大学に進学し、ベンジャミン・H・ブラウン（物理学）とウォルター・A・ブラットン（数学）に師事した。1924年にホイットマン大学で物理学と数学のダブルメジャーで学士号を取得した。 [8]ブラッテンは同級生のウォーカー・ブレイクニー、ウラジミール・ロジャンスキー、E・ジョン・ワークマンらとともに輝かしいキャリアを築き、後に「物理学の四騎士」として知られるようになった。[3] : 71 ホイットマン大学でブラッテンの跡を継いだ弟のロバートも物理学者になった。[3] : 71
ブラッテンは1926年にユージーンのオレゴン大学で文学修士号を取得し、1929年にミネソタ大学で博士号を取得した。 [8] [9]ミネソタでは、ジョン・ハスブルック・ヴァン・ヴレックのもとで量子力学という新しい分野を学ぶ機会を得た。ジョン・T・テイトが指導した彼の論文は、 「電子衝撃による励起の効率と水銀蒸気の異常散乱」であった。 [3] : 72
ウォルター・ブラッテンは2度結婚した。最初の妻は化学者のケレン・ギルモアだった。2人は1935年に結婚し、1943年に息子ウィリアム・G・ブラッテインが生まれた。ケレン・ギルモア・ブラッテインは1957年4月10日に亡くなった。 [10]翌年、ブラッテンは3人の子供の母親であるエマ・ジェーン（キルシュ）・ミラー夫人と結婚した。[8]
彼は1970年代にシアトルに移り、 1987年10月13日にアルツハイマー病で亡くなるまでそこで暮らした。[2] [9]彼はワシントン州ポメロイ の市営墓地に埋葬されている。[11]
科学研究
1927年から1928年まで、ブラッテンはワシントンD.C.の国立規格協会に勤務し、圧電周波数標準の開発に携わった。1929年8月、ベル電話研究所のジョセフ・A・ベッカーのもとで研究物理学者として働いた。[12] 2人は銅酸化物整流器における熱誘起の電荷キャリアの流れについて研究した。[3] : 72 ブラッテンはアーノルド・ゾンマーフェルトの講義に出席することができた。[12]その後の熱電子放出 に関するいくつかの実験はゾンマーフェルトの理論を実験的に検証するものとなった。彼らはまた、タングステンの表面状態と仕事関数、およびトリウム原子の吸着についても研究した。[3] : 74 酸化第一銅とシリコンの半導体表面における整流と光効果の研究を通して、ブラッテンは半導体の自由表面における光効果を発見した。この研究はノーベル賞委員会によって固体物理学への彼の主要な貢献の一つであるとみなされた。[2]
当時、電話業界は電子の流れを制御し電流を増幅するために真空管の使用に大きく依存していました。真空管は信頼性も効率も良くなかったため、ベル研究所は代替技術の開発を望んでいました。 [13] 1930年代初頭、ブラッテンはウィリアム・B・ショックレーと共同で銅酸化物を使用した半導体増幅器のアイデアに取り組みました。これは電界効果トランジスタを作成する初期の失敗した試みでした。ベルや他の場所の他の研究者もゲルマニウムやシリコンなどの材料を使用して半導体の実験を行っていましたが、戦前の研究努力はいくぶん場当たり的で、強力な理論的根拠を欠いていました。[14]
第二次世界大戦中、ブラッテンとショックレーはそれぞれコロンビア大学の国防研究委員会で潜水艦の磁気探知に関する研究に携わっていた。[8]ブラッテンらのグループは、潜水艦によって引き起こされる地球の磁場の異常を検知できるほど感度の高い磁力計を開発した。[4] : 104 [12]この研究の結果、1944年にブラッテンらは磁力計ヘッドの設計特許を取得した。[15]
1945年、ベル研究所は組織を再編し、通信技術に関連した固体物理学の基礎研究を専門に行うグループを創設した。このサブ部門の創設は、研究担当副学長のマーヴィン・ケリーによって承認された。[14]この学際的なグループは、ショックレーとスタンレー・O・モーガンの共同リーダーであった。[3] : 76 この新しいグループにはすぐにジョン・バーディーンが加わった。[14]バーディーンは、1930年代にジョンとウォルターを紹介したブラッテンの兄弟ロバートの親友であった。[4]彼らはよく一緒にブリッジやゴルフをしていた。[3] : 77 バーディーンは量子物理学者、ブラッテンは材料科学の才能ある実験者、そしてチームリーダーのショックレーは固体物理学の専門家であった。[16]
当時の理論によれば、ショックレーの電界効果トランジスタは、薄いシリコンでコーティングされ、金属板の近くに取り付けられた円筒形であり、動作するはずだった。ショックレーは、ブラッテンとバーディーンに、なぜ動作しないのかを調べるよう命じた。11月から12月にかけて、2人はさまざまな実験を行い、ショックレーのデバイスが増幅しない理由を突き止めようとした。[13]バーディーンは優れた理論家であった。[17]ブラッテンも同様に重要なことに、「半導体で何ができるかについて直感的な感覚を持っていた」。[14] : 40 バーディーンは、伝導しないのは表面状態の局所的な変化によって電荷キャリアがトラップされる結果かもしれないと理論づけた。[18] : 467–468 ブラッテンとバーディーンは、最終的に、金の金属点をシリコンに押し込み、蒸留水で囲むことで、小さなレベルの増幅を作り出すことに成功した。シリコンをゲルマニウムに置き換えると増幅は強化されたが、低周波電流のみであった。[13]
12月16日、ブラッテンはゲルマニウム表面に2枚の金箔接点を近づけて配置する方法を考案した。[16]ブラッテンは次のように報告している。「この2点接点を使用して、90ボルトに陽極酸化処理されたゲルマニウム表面に接点を作り、電解液をH2Oで洗い流し、金の点を蒸発させた。金接点をむき出しの表面に押し付けた。表面への金接点は両方ともうまく整流した... 1点はグリッドとして、もう1点はプレートとして使用した。増幅を得るには、グリッドのバイアス（DC）を正にする必要があった」[18]
バーディーンが述べたように、「金のスポットを使った最初の実験では、正孔がゲルマニウムブロックに導入され、表面近くの正孔の濃度が上昇していることがすぐに示唆されました。この現象を説明するために、エミッターとコレクターという名前が選ばれました。唯一の疑問は、追加された正孔の電荷がどのように補償されるかでした。私たちの最初の考えは、電荷が表面状態によって補償されるというものでした。ショックレーは後に、電荷がバルク内の電子によって補償されるのではないかと示唆し、接合トランジスタの形状を提案しました...その後、ブラッテンと私が行った実験では、ポイントコンタクトトランジスタでは両方が発生する可能性が高いことが示されました。」[18] : 470
1947年12月23日、ウォルター・ブラッテン、ジョン・バーディーン、ウィリアム・B・ショックレーはベル研究所の同僚たちに初めて動作するトランジスタを披露した。小さな電気信号を増幅し、デジタル情報の処理をサポートするトランジスタは「現代のエレクトロニクスの重要な鍵」である。[19] 3人は1956年に「半導体の研究とトランジスタ効果の発見」によりノーベル物理学賞を受賞した。[8]
1947年のデモンストレーションによって大きな進歩が遂げられていることを確信したベル研究所は、現在では表面状態プロジェクトと呼ばれているプロジェクトに集中的に取り組んだ。当初は厳重な秘密が守られた。ベル研究所内では、慎重に制限された内部会議で、ブラッテン、バーディーン、ショックレー、その他関連研究に従事していた人々の仕事に関する情報が共有された。[18] : 471 件の特許が登録され、バーディーンおよびブラッテンによる点接触トランジスタの発明が記録された。[20]パデュー大学でゲルマニウムの抵抗を研究していたラルフ・ブレイとシーモア・ベンザーが同様の発見をしてベル研究所より先に発表するのではないかとかなり不安だった。[14] : 38–39
1948 年 6 月 30 日、ベル研究所は記者会見を開き、この発見を公表した。また、ベル研究所は新しい知識を他の機関と自由に共有するオープン ポリシーを採用した。これにより、この研究が軍事機密に指定されることを回避し、トランジスタ技術の広範な研究開発を可能にした。ベル研究所は、大学、産業界、軍関係者に公開されたシンポジウムを数回開催し、1951 年 9 月、1952 年 4 月、1956 年に数百人の科学者が参加した。国内外の企業の代表者も出席した。[18] : 471–472, 475–476
ショックレーは、トランジスタの発見の功績は自分がすべて受けるべきだと信じていた（そしてそう主張していた）。[20] [21] [22]彼は積極的にバーディーンとブラッテンを新しい研究分野から排除した。[23]特に、ショックレーが特許を取得した接合トランジスタ。[20]ショックレーの接合トランジスタの理論は「印象的な成果」であり、将来の固体電子工学への道を示したが、実際にその構築が可能になるまでには数年を要した。[14] : 43–44
ブラッテンはベル研究所内の別の研究グループに移り、CGBギャレット、PJボディと働いた。彼は固体の表面特性と「トランジスタ効果」の研究を続け、半導体の挙動の根底にあるさまざまな要因をより深く理解しようとした。[3] : 79–81 [24]バーディーンはそれを「耐え難い状況」と表現し、1951年にベル研究所を去りイリノイ大学に進み、そこで超伝導理論で2度目のノーベル賞を受賞した。[20]ショックレーは1953年にベル研究所を去り、ベックマン・インストゥルメンツにショックレー半導体研究所を 設立した。[23] [25]
1956年、3人はスウェーデン国王グスタフ6世アドルフから「半導体の研究とトランジスタ効果の発見」に対してノーベル物理学賞を共同で授与された。 [8]バーディーンとブラッテンは点接触トランジスタの発見に対して、ショックレーは接合トランジスタの開発に対して受賞した。受賞を告げられたウォルター・ブラッテンは「この栄誉に心から感謝しています。人生で何かを成し遂げ、このように認められたことは大きな満足感です。しかし、私の幸運の多くは、適切な場所に適切な時期にいて、適切な人々と一緒に働けたことによるものです」と語ったと伝えられている。[26] 3人はそれぞれ講演を行った。ブラッテンは「半導体の表面特性」について、[27]バーディーンは「点接触トランジスタにつながる半導体研究」について、[28] ショックレーは「トランジスタ技術が新しい物理学を呼び起こす」について講演した。[29]
ブラッテンは後にPJボディーやPNソーヤーと共同で生体内の電気化学プロセスに関する論文をいくつか発表した。[3] : 80 彼は息子が心臓手術を受けた後、血液凝固に興味を持つようになった。彼はまたホイットマン大学の化学教授デイビッド・フラスコと共同で、リン脂質二重層をモデルとして生体細胞の表面とその吸収プロセスを研究した。[23]
教育
ブラッテンは1952年にハーバード大学の客員講師、1962年と1963年にはホイットマン大学の客員講師、1963年からは客員教授として教鞭をとった。1967年にベル研究所を正式に退職した後もホイットマン大学で教鞭をとり、1972年には非常勤教授となった。1976年に教職を退いたが、ホイットマン大学の顧問として引き続き活動した。[8]
ホイットマンでは、ウォルター・ブラッテン奨学金は「大学進学準備課程で優秀な成績を修めた入学者」に成績に基づいて授与される。入学希望者全員が奨学金の対象となり、4年間更新できる可能性がある。[30]
受賞と栄誉
ウォルター・ブラッテンはその貢献が広く認められている。[8]
- 受賞歴
- 1952年フランクリン研究所スチュアート・バランタイン賞（ジョン・バーディーン博士と共同受賞）[31]
- ジョン・スコット・メダル、1954年（ジョン・バーディーン博士と共同受賞）
- 1956年ノーベル物理学賞（ジョン・バーディーン博士、ウィリアム・B・ショックレー博士と共同受賞）[26]
- 1974年、全米発明家の殿堂入り
- 会員資格
- 名誉学位
- 1952年、ポートランド大学理学博士
- ホイットマン大学、1955年
- ユニオン大学、1955年（ジョン・バーディーン博士と共同）
- ミネソタ大学、1957年
- その他の表彰
- USSブラッテン、スタートレック: ネクストジェネレーション、「ナイト テラーズ」
参考文献
- ^ 「Walter H. Brattain」。IEEE Global History Network。IEEE 。 2011年8月10日閲覧。
- ^ abc 「Walter Houser Brattain」。スウェーデン王立科学アカデミー。2014年12月8日閲覧
。Walter H. Brattainは、1902年2月10日に中国のアモイで、Ross R. BrattainとOttilie Houserの息子として生まれました。...
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トランジスタの発明により 1956 年のノーベル物理学賞を共同受賞したウォルター・H・ブラッテン氏が、昨日シアトルの老人ホームでアルツハイマー病のため死去した。享年 85 歳。...
- ^ 「Necrology」. Chemical and Engineering News . 35 (19): 58. 1957年5月13日. doi :10.1021/cen-v035n019.p058.
- ^ 「ウィリアム・ブラッテン死亡記事 - オレゴン州タイガード」。ディグニティ・メモリアル。 2024年3月8日閲覧。
ノーベル賞受賞物理学者ウォルター・H・ブラッテン氏の息子 [...] がワシントン州ポメロイのポメロイ市墓地にある父親の隣に遺灰を埋葬することを決定。
- ^ abc 「ウォルター・ブラッテンとのオーラル・ヒストリー・インタビュー記録 1964年1月および1974年5月28日」。ニールス・ボーア図書館およびアーカイブ。アメリカ物理学会。2015年3月4日。
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズのウォルター・ハウザー・ブラッテンに関連するメディア- ホイットマン カレッジおよびホイットマン カレッジ北西部アーカイブ所蔵のウォルター ブラッテン家の文書。
- 1964 年 6 月のウォルター・ブラッテンとのオーラル ヒストリー インタビューの記録、アメリカ物理学会、ニールス・ボーア図書館およびアーカイブ - セッション I
- 1974 年 5 月 28 日、アメリカ物理学会、ニールス ボーア図書館およびアーカイブのウォルター ブラッテンとのオーラル ヒストリー インタビュー記録 - セッション II
- バーディーン、ジョン (1994). ウォルター・ハウザー・ブラッテン 1902–1987 (PDF) . ワシントン D.C.: 米国科学アカデミー.
- Nobelprize.org の Walter Houser Brattain 氏1956年12月11日のノーベル賞受賞講演を含む半導体の表面特性