William Shockley og opfindelsen af transistoren
Wiliam Bradford Shockley (1910-1989) – sammen med John Bardeen (1908-1991) og Walter Brattain (1902-1987) – var faderen til transistoren, den opfindelse, der sandsynligvis er den største stille revolution i det 20. århundrede, som fylder 70 år i 2017. Driften af langt størstedelen af det udstyr, vi bruger til daglig (herunder fjernsyn, mobiltelefoner og computere), er baseret på egenskaberne ved de transistorer, som de er bygget med. Det siges ofte, at transistoren repræsenterer for det 20. århundrede, hvad dampmaskinen betød for det 19. århundrede.
Shockley blev født i London i 1910 og var oprindeligt fra USA. Han havde ikke en særlig lykkelig barndom, i høj grad motiveret af det dårlige forhold mellem hans forældre, som var ustabile mennesker, der ikke var i stand til at forholde sig socialt til deres omgivelser. De overførte dette til deres søn, og det prægede hans humørsvingende og usociale temperament. Efter at hans forældre var vendt tilbage til USA, kom han i 1928 ind på California Institute of Technology (Caltech), hvor han studerede fysik og dimitterede i 1932. Han gennemførte efterfølgende ph.d.-studier på Massachusetts Institute of Technology (MIT) og fik doktorgraden i 1936. Samme år begyndte han at arbejde på Bell Telephone Laboratories i New York, der tilhørte A.T.&T., den amerikanske telekommunikationsgigant.
I 1945 satte laboratoriets direktør, Mervin J. Kelly, Shockley til at lede en forskningsgruppe for halvledere med den idé at udvikle en forstærkeranordning baseret på disse materialer. A.T.&T var meget interesseret i at lave en forstærker med halvledere, da de havde et alvorligt problem med langdistancekommunikation. I en telefonsamtale bliver stemmen til et elektrisk signal, et signal, der senere bevæger sig gennem ledende kobberkabler. Hvis signalet bevæger sig nogle få kilometer, når det klart frem til modtageren; men i amerikansk kyst til kyst-kommunikation skal samtalen bevæge sig mellem 6 000 og 8 000 km; det elektriske signal mister intensitet, og ved en vis afstand skal det forstærkes igen, en operation, der kaldes forstærkning, og den enhed, der gør det, kaldes en forstærker. Det er nok at have et tilstrækkeligt antal forstærkere langs hele linjen for at gøre den så lang som ønsket. I de år var forstærkningen vakuumventiler, skrøbelige enheder, som forbruger meget strøm og afgiver meget varme. Kelly konkluderede, at man havde brug for en mere pålidelig forstærkeranordning for effektivt at kunne udføre kommunikation på så stor afstand og antog, at svaret skulle søges i halvledere, som man på det tidspunkt var begyndt at finde ud af deres egenskaber.
Ræset om transistoren
I løbet af 1946 og begyndelsen af 1947 var de resultater, som gruppen under ledelse af Shockley opnåede, slet ikke opmuntrende, men fra foråret 1947 arbejdede to af gruppens mest geniale medlemmer, John Bardeen og Walter Brattain, på at finde løsninger på problemet uden Shockley, for selv om han var gruppens leder, brugte han det meste af sin tid derhjemme på at udvikle sine egne idéer. Bardeen og Brattain arbejdede febrilsk i løbet af sommeren og efteråret det år, uden Shockleys deltagelse. Den 16. december 1947 lykkedes det dem endelig at få en forstærker til at fungere ved hjælp af en transistor fremstillet med germanium, og den 23. december, dagen før juleaften, viste de deres resultater til laboratoriets ledere. I begyndelsen af januar 1948 indgav de et patent (US 2.524.035) på fremstilling af den første punktkontakttransistor i historien, som ikke angav Shockley som opfinder.
Da Shockley fik kendskab til den succes, som Bardeen og Brattain havde opnået i hans fravær, blev han rasende, da det irriterede ham, at han ikke var involveret i opdagelsen. Ved at analysere den anordning, som de havde udtænkt, fornemmede Shockley, at den ville være vanskelig at fremstille i store mængder med tilstrækkelig pålidelighed, da den var fysisk svag. Shockley låste sig igen inde i sit hus, han fandt på en transistor, der var anderledes end punktkontakttransistoren, gav den navnet junction transistor og indgav endnu et patent (US 2.569.347) den 23. januar det følgende år (1948), ni dage efter den dato, hvor Bardeen og Brattain indgav deres.
Denne pinlige situation satte direktørerne i Bell Labs i et dilemma. På den ene side havde Bardeen og Brattain bygget den første transistor på egen hånd, uden Shockleys bidrag. På den anden side var Shockley holdets leder, og det virkede upassende at udelade hans navn, især fordi han nogle få dage senere havde været i stand til at udtænke en endnu bedre anordning end den oprindelige. Derfor besluttede laboratoriedirektørerne, at ethvert fotografi, der blev taget af opfinderne af transistoren, skulle omfatte Shockley, som også skulle fungere som officiel talsmand; Bardeen og Brattain, som allerede havde udviklet en stærk aversion mod Shockley, accepterede modvilligt denne pålæggelse, mens Shockley var enig i beslutningen. Den videnskabelige og især personlige konflikt mellem Shockley på den ene side og Bardeen og Brattain på den anden side førte i sidste ende til gruppens opløsning.
I 1955 forlod Shockley Bell Labs og grundlagde Shockley Semiconductors, den første halvlederfabrik i Silicon Valley, men det blev en fiasko, fordi det var umuligt for hans medarbejdere at forholde sig til ham. I 1956 modtog han nyheden om at blive tildelt Nobelprisen i fysik sammen med sine tidligere underordnede i Bell Labs, Bardeen og Brattain.
Når hans firma gik konkurs, helligede Shockley sig den akademiske verden, og i 1963 udnævnte Stanford University ham til professor i ingeniørvidenskab, og han forblev på denne institution indtil sin pensionering i 1975. Han døde i 1989 i en alder af 79 år. Hans børn og hans få venner fik det at vide gennem pressen.
Ignacio Mártil.
Professor i elektronik ved Universidad Complutense, Madrid, og medlem af det spanske kongelige fysikselskab