キャリアと研究 ショックレーは、1936年に同社の研究部長に就任し、固体物理学者の採用に注力した マービン・ケリー によってベル電話研究所 に最初に採用された人物の一人だった。[ 18 ] ショックレーは、ニュージャージー州マレーヒル にあるクリントン・デイヴィソン 率いるグループに加わった。[ 19 ] 半導体がベルの全国電話システム全体で使用されている 真空管 の固体代替品となる可能性があると理論づけていた。ショックレーは、銅酸化物半導体材料に基づいていくつかの設計を考案し、 1939年にウォルター・ブラッテン が試作機を作ろうと試みたが失敗に終わった。[ 18 ]
ショックレーは、Physical Review誌 電子増倍管 に関する最初の特許「電子放電装置」を取得した。[ 20 ]
軍事研究に従事していた頃のショックレー（左） 第二次世界大戦 中、ショックレーのそれまでの研究は中断され、彼はマンハッタン （ニューヨーク市）で レーダー 研究に携わるようになった。また、ベル研究所では、1942年初頭にショックレーは遅延線メモリ の応用研究を先駆的に行った。これは、競合する真空管 技術の電子メモリの100分の1のコストで、速度もほぼ同等であった。[ 21 ] この技術は1945年までにENIAC コンピュータに組み込まれた。
1942年5月、彼はベル研究所を休職し、コロンビア大学 の対潜水艦戦作戦グループの研究部長に就任した。[ 22 ] この仕事には、改良された護送船団 技術による潜水艦の戦術に対抗する方法の考案、爆雷のパターンの最適化などが含まれていた。ショックレーは ペンタゴン やワシントンに頻繁に出向き、高官や政府関係者と会談した。[ 23 ]
1944年、彼はB-29 爆撃機のパイロットが新しいレーダー 爆撃照準器を使用するための訓練プログラムを組織した。1944年後半、彼は結果を評価するため、世界中の基地を3か月かけて視察した。このプロジェクトに対し、ロバート・パターソン 陸軍長官は1946年10月17日にショックレーに功労勲章を授与した。 [ 24 ] 陸軍省は ショックレーに日本本土侵攻による死傷者数の見込みに関する報告書を作成するよう依頼した。ショックレーは次のように結論付けた。
もしこの研究が、日本に匹敵するすべての歴史的事例における国家の行動が、実際には戦闘における部隊の行動と常に一致していたことを示しているならば、敗北時の日本の死者と戦力外者の数は、ドイツの場合の対応する数を上回ることになる。言い換えれば、我々は少なくとも500万から1000万人の日本人を殺害しなければならないだろう。これには、40万人から80万人の死者を含む、170万人から400万人の死傷者が出る可能性がある。[ 25 ]
この報告書は、日本の降伏に先立つ広島と長崎への原爆 投下という米国の決定に影響を与えた。 [ 26 ]
ショックレーは、科学研究論文の作成過程をモデル化するために対数正規 分布を提案した最初の物理学者であった。 [ 27 ]
トランジスタの発明 ジョン・バーディーン 、ショックレー（中央） 、ウォルター・ブラッテン （ベル研究所、1948年）1945年に戦争が終わって間もなく、ベル研究所はショックレーと化学者のスタンレー・モーガンが率いる固体物理学グループを結成した。このグループには、ジョン・バーディーン 、ウォルター・ブラッテン 、物理学者のジェラルド・ピアソン、化学者のロバート・ギブニー、電子工学の専門家ヒルベルト・ムーア、そして数名の技術者が参加していた。彼らの任務は、壊れやすいガラス 真空管 増幅器に代わる固体素子を探すことだった。最初の試みは、半導体に外部電場を印加して導電率を変化させるというショックレーのアイデアに基づいていた。これらの実験は、あらゆる構成や材料で毎回失敗した。グループは行き詰まっていたが、バーディーンが表面状態 によって電場が半導体内部に浸透するのを妨げているという理論を提案した。グループは焦点をこれらの表面状態の研究に移し、ほぼ毎日集まって研究について議論した。グループは非常に良好な関係を築き、自由に意見を交換した。[ 28 ]
1946年の冬までに、彼らは十分な成果を得たので、バーディーンは表面状態に関する論文をPhysical Review に投稿した。ブラッテンは、半導体の表面に強い光を当てながら観察することで表面状態を研究する実験を開始した。これにより、さらにいくつかの論文（そのうちの1つはショックレーとの共著）が発表され、表面状態の密度は実験の失敗を説明するのに十分すぎるほどであると推定された。半導体と導線の間の点接触を電解質で囲み始めると、研究のペースは著しく速くなった。ムーアは、入力信号の周波数を容易に変化させることができる回路を構築した。最終的に、ショックレーの提案に基づいてピアソンが p-n接合 に置かれたグリコールホウ酸塩の液滴に電圧をかけたとき、電力増幅の証拠が得られ始めた。[ 29 ]
ベル研究所の弁護士はすぐに、ショックレーの電界効果原理が1930年にジュリアス・リリエンフェルド によって先取りされ、それに基づくデバイスが特許を取得されていたことを発見した。リリエンフェルドは1925年10月22日にカナダでMESFET に似た特許を出願していた。 [ 30 ] [ 31 ]
これらの特許出願にはショックレーの名前は記載されていなかった。このことにショックレーは憤慨し、この研究は彼の電界効果のアイデアに基づいているため、特許にも自分の名前が記載されるべきだと考えていた。彼は特許を自分の名前だけで記載するよう努力し、バーディーンとブラッテンにその意図を伝えた。[ 32 ]
特許出願に自分の名前が載っていないことに憤慨したショックレーは、点接触ではなく接合部に基づく別のタイプのトランジスタを開発する研究を密かに続けた。彼は、このタイプの設計の方が商業的に実現可能性が高いと考えた。点接触トランジスタは壊れやすく、製造も困難だと彼は考えていた。また、ショックレーは点接触トランジスタの動作原理に関する説明の一部に不満を持ち、少数キャリア 注入の可能性を思いついた。
1948 年 2 月 13 日、別のチーム メンバーであるジョン N. シャイブは、薄い ゲルマニウム のくさびの表裏にブロンズ接点を持つ点接触トランジスタを製作し、正孔が ゲルマニウム内部を拡散できることを証明した。これは、それまで考えられていたように表面に沿って拡散するだけでなく、内部を拡散することもできた。[ 33 ] : [ 34 ] : [ 35 ] [ 33 ] : [ 36 ] 原理実証 が得られました。
一方、ショックレーは著書『半導体中の電子と正孔』の ショックレーのダイオード方程式 も記述されている。この画期的な著作は、トランジスタやその他の半導体ベースのデバイスの新しいバリエーションを開発および改良する他の科学者にとっての参考書となった。[ 37 ]
これにより、彼はバイポーラ接合トランジスタ を発明し、1951年7月4日の記者会見で発表した。[ 38 ]
「トランジスタの発明」によって生じたその後の宣伝は、バーディーンとブラッテンにとっては不満の種だったが、しばしばショックレーを前面に押し出した。しかし、ベル研究所の経営陣は、3人の発明者を一貫してチームとして紹介した。ショックレーは、記者が発明の功績を自分一人に帰した記録を訂正したが、[ 39 ] [ 40 ]
ショックレーは1953年頃にベル研究所を離れ、カリフォルニア工科大学に就職した。[ 41 ]
ショックレー・セミコンダクター 1956年、ショックレーはカリフォルニア州マウンテンビュー にショックレー半導体研究所 を設立した。そこは、カリフォルニア州パロアルトに住む高齢の母親の近くであった。[ 42 ] [ 43 ] ベックマン・インスツルメンツ 社の一部門である同社は、後にシリコンバレー として知られるようになる地域で、シリコン半導体デバイスに取り組む最初の企業であった。
ショックレーは優秀な従業員を会社に採用したが、容赦なく彼らを貶めることで彼らを疎外した。[ 3 ] [ 44 ] [ 44 ] [ 3 ] [ 45 ] [ 46 ] 嘘発見器テストを要求した。 [ 46 ] 裏切り者の8人 」として知られるようになる）が辞任した。[ 47 ] [ 41 ] 彼らはフェアチャイルド・セミコンダクター を設立したが、ショックレー・セミコンダクターはこの損失から立ち直ることができなかった。 1960年にクレバイト 社に買収され、 1968年にITT 社に売却された後、間もなく正式に閉鎖された。
その後の20年間で、65以上の新規企業がフェアチャイルドとの従業員のつながりを持つことになった。[ 48 ]
約30人の同僚のグループが1956年以来断続的に集まり、ショックレーとの思い出を語り合ってきた。グループの主催者は2002年に「シリコンバレーにシリコンをもたらした男」と述べている。[ 49 ]
人種差別的および優生学的な見解 ショックレーは1960年4月にショックレー・セミコンダクターのディレクターの職を辞した後、[ 50 ] スタンフォード大学 に加わり、1963年にアレクサンダー・M・ポニアトフ工学・応用科学教授に任命され、1975年に退職するまでその職を務めた。[ 51 ]
遺伝学 の学位を持たないショックレーは、晩年の20年間で、人種 と人間の知能 に関する極端な見解と優生学 の提唱で広く知られるようになった。[ 4 ] [ 7 ] ロサンゼルス・タイムズ の死亡記事には、「彼は非の打ちどころのない学歴を持つ物理学者からアマチュア遺伝学者へと転落し、その見解がキャンパスでのデモや中傷の連鎖を引き起こす避雷針となった」と記されている。彼は自分の研究が人類の未来にとって重要だと考え、またそれを自身のキャリアの中で最も重要な側面だと述べていた。彼は、知能が低いとされる人々の間で高い生殖率が劣性遺伝 効果をもたらしていると主張し、平均知能の低下が文明 の衰退につながると主張した。彼はまた、黒人は 遺伝的にも知的にも白人 より劣っていると主張した。[ 4 ]
ショックレーの伝記作家ジョエル・シャーキンは、当時の人種隔離された アメリカ合衆国でショックレーが生涯の大半を黒人との接触なく過ごしたと指摘している。 ショックレーの伝記作家であり元同僚のボー・ロジェックは、1963年の地元の犯罪ニュース記事と、その直後に転送されたJPギルフォードの 記事がショックレーの考えに影響を与えたと示唆している。[ 53 ]
ショックレーは、パイオニア基金 から資金提供を受けた人種理論家 の一人であり、少なくとも1件の寄付は、同基金の創設者である優生学者のウィクリフ・ドレイパー からのものであった。[ 54 ] ショックレーは、 IQ が100未満の個人には、自主的な不妊手術を 受けるための報酬として、IQが100未満の1ポイントにつき1,000ドルを支払うべきだと提案した。 [ 4 ] リーズ大学は 彼への名誉学位の授与を取り消した。[ 4 ] ロジャー・ピアソンは、 ショックレーと共著した自費出版の本でショックレーを擁護した。[ 56 ]
1973年、ウィスコンシン大学ミルウォーキー 校のエドガー・G・エップス教授は、「ウィリアム・ショックレーの立場は人種差別的な解釈を招きやすい」と主張した。[ 57 ] 1974年にウィリアム・F・バックリー・ジュニア との対談番組「ファイアリング・ライン」 [ 58 ]
南部貧困法律センターは、 ショックレーを「人種差別主義者の変人の仕事であるというほぼ普遍的な認識」の中で、優生学理論の証拠を提示できなかった白人至上主義者と評している。 [ 59 ] アンジェラ・サイニは、 ショックレーを「悪名高い人種差別主義者」と評している。[ 54 ]
ショックレーは、自分は人種差別主義者 ではないと主張した。[ 57 ] [ 60 ] 白人至上主義 を支持するものではなく、むしろ東アジア人やユダヤ人は白人よりも知的に優れていると主張していると書いた。[ 57 ] [ 57 ]
ショックレーの優生学の提唱は抗議を引き起こした。ある事件では、科学協会シグマ・サイ が暴力を恐れて、ショックレーが講演する予定だった1968年のブルックリン での集会を中止した。
1981年、アトランタで、ショックレーは、科学ライターのロジャー・ウィザースプーン がショックレーの自主的不妊手術プログラムの提唱をナチスの人体実験になぞらえたことを受け、 アトランタ・コンスティテューション 名誉 毀損で訴えた。この訴訟は裁判まで3年かかった。ショックレーは勝訴したが、損害賠償金はわずか1ドル [ 62 ] で、懲罰的損害賠償金 は受け取らなかった。当時スタンフォード大学のスタッフで科学ライターを務めていたショックレーの伝記作家ジョエル・シャーキンは、この発言を「名誉毀損ではあるが、裁判で判決が下される頃にはショックレーの評判はそれほど価値のないものになっていた」と要約している[ 63 ] 電話での 会話を録音し、書き起こし、その書き起こしを登録郵便で記者に送った。ある時、彼は自分の研究について記者と議論する前に、簡単なクイズを受けさせるというアイデアを考えた。彼が洗濯リストを含むすべての書類を保存する習慣があったため、研究者にとって彼の人生に関する豊富な資料が残されている。[ 64 ]
ショックリーは、 1982年の米国上院議員選挙 でカリフォルニア州の共和党 候補として立候補した。彼は、アフリカ系アメリカ人 やその他の集団がもたらすと主張する「劣性遺伝の脅威」に反対するという単一争点の綱領で選挙運動を行った。 [ 65 ] [ 59 ] [ 66 ] [ 67 ]
特許 ショックレーは90件以上の米国特許を取得した。[ 93 ]
米国特許第2502488号「 半導体増幅器」 。 1950年4月4日。トランジスタに関する彼の最初の特許。 米国特許第2569347号「 半導体材料を利用した回路素子」 。 1951年9月25日。彼が最初に出願した特許（1948年6月26日）はトランジスタに関するもの。 米国特許第2655609号 「双安定回路」 。 1953年10月13日。コンピュータに使用されている。 米国特許第2787564号「 イオン照射による半導体デバイスの形成」 。 1957年4月2日。不純物注入のための拡散プロセス。 米国特許第3031275号「 単結晶を成長させる方法」 。 1962年4月24日；基礎材料の製造方法の改良。 米国特許第3053635号 「炭化ケイ素結晶の成長方法」 。 1962年9月11日。その他の半導体の探索。
出版物
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本 ショックレー、ウィリアム –半導体中の電子と正孔、トランジスタエレクトロニクスへの応用 ISBN 0-88275-382-7 ショックレー、ウィリアム、ゴン、ウォルター A –メカニクス チャールズ E. メリル社 (1966) ショックレー、ウィリアム、ピアソン、ロジャー – 『ショックレーの優生学と人種：人類の問題解決への科学の応用』 スコット・タウンゼント（1992年）ISBN 1-878465-03-1
インタビュー 1974年9月10日、リリアン・ホデソンによるウィリアム・ショックレーへのインタビュー。ニールス・ボーア図書館・アーカイブ、アメリカ物理学会、メリーランド州カレッジパーク、アメリカ合衆国。 プレイボーイ誌 1980年号、ウィリアム・ショックレーのプレイボーイ誌 インタビュー
参考文献
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外部リンク 米国科学アカデミーの略歴 ノーベル賞に関する 「トランジスタ技術が新たな物理学を喚起する」 PBSの伝記 ゴードン・ムーア著『ウィリアム・ショックレーの伝記』（タイム誌掲載） ショックレーの伝記作家ジョエル・シャーキンへのインタビュー 1974年9月10日、アメリカ物理学会ニールス・ボーア図書館・アーカイブにて、リリアン・ホデソン がニュージャージー州マレーヒル で実施した、ウィリアム・ショックレーへのオーラルヒストリーインタビューの記録。 トランジスタの歴史 ウィリアム・ショックレー（IEEEグローバルヒストリーネットワーク） ショックレーとバーディーン＝ブラッテン間の特許紛争 ウィリアム・ショックレー対フランシス・クレス＝ウェルシング（トニー・ブラウン・ショー、1974年） ウィリアム・ブラッドフォード・ショックレー文書（SC0222）は、スタンフォード大学図書館特別コレクション・大学アーカイブ部門に所蔵されています。
