William Shockley e a Invenção do Transistor
Wiliam Bradford Shockley (1910-1989) – juntamente com John Bardeen (1908-1991) e Walter Brattain (1902-1987) – foi o pai do transistor, a invenção que é provavelmente a maior revolução silenciosa do século XX, que faz 70 anos em 2017. O funcionamento da grande maioria dos equipamentos que usamos diariamente (incluindo televisores, telemóveis e computadores) baseia-se nas propriedades dos transístores com os quais são construídos. Diz-se frequentemente que o transístor representa para o século XX o que o motor a vapor significou para o século XIX.
Shockley nasceu em Londres em 1910 e era originalmente dos Estados Unidos. Ele não teve uma infância muito feliz, em grande parte motivada pelo relacionamento pobre entre seus pais, que eram pessoas instáveis e incapazes de se relacionar socialmente com o meio ambiente. Eles transmitiram isso ao filho e isso moldou seu temperamento temperamental e insociável. Depois que seus pais retornaram aos Estados Unidos, ele entrou no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em 1928, onde estudou física, formando-se em 1932. Posteriormente realizou estudos de doutoramento no Massachusetts Institute of Technology (MIT) e obteve o título de Doutor em 1936. Nesse mesmo ano começou a trabalhar nos Laboratórios Bell Telephone em Nova York, pertencentes à A.T.&T., a gigante americana das telecomunicações.
Em 1945, o diretor do laboratório, Mervin J. Kelly, colocou Shockley à frente de um grupo de pesquisa de semicondutores, com a idéia de desenvolver um dispositivo amplificador baseado nesses materiais. A.T.&T estava muito interessado em fazer um amplificador com semicondutores, já que eles tinham um problema sério com comunicações de longa distância. Em uma conversa telefônica, a voz torna-se um sinal elétrico, um sinal que mais tarde viaja através de fios condutores de cobre. Se o sinal viaja alguns quilômetros, chega ao dispositivo receptor de forma clara; mas nas comunicações costa a costa nos EUA, a conversa deve percorrer entre 6.000 e 8.000 km; o sinal elétrico perde intensidade e a uma certa distância deve ser aumentado novamente, uma operação que se chama amplificação e o dispositivo que o faz é chamado de amplificador. É suficiente ter um número suficiente de amplificadores ao longo de toda a linha para torná-lo tão longo quanto desejado. Naqueles anos, a amplificação era válvulas de vácuo, dispositivos frágeis, que consomem muita energia e emitem muito calor. Kelly concluiu que eles precisavam ter um dispositivo amplificador mais confiável para realizar comunicações com tanta distância e assumiu que a resposta deveria ser procurada em semicondutores, dos quais eles estavam começando a descobrir suas propriedades naquela época.
A corrida pelo transistor
Durante 1946 e início de 1947, os resultados obtidos pela equipe liderada por Shockley não foram nada encorajadores, mas a partir da primavera de 1947, dois dos membros mais brilhantes do grupo, John Bardeen e Walter Brattain, trabalharam na busca de soluções para o problema sem Shockley, pois mesmo sendo o líder do grupo, ele passou a maior parte do tempo em casa desenvolvendo suas próprias idéias. Bardeen e Brattain trabalharam febrilmente durante o verão e o outono daquele ano, sem a participação de Shockley. No dia 16 de dezembro de 1947 eles finalmente conseguiram operar um amplificador usando um transistor feito com germânio e no dia 23, um dia antes da véspera de Natal, eles mostraram seus resultados para os diretores do laboratório. No início de janeiro de 1948, eles registraram uma patente (US 2.524.035) para fabricar o primeiro transistor ponto-contacto da história, que não incluía Shockley como o inventor.
Quando Shockley soube do sucesso alcançado por Bardeen e Brattain na sua ausência, ele ficou furioso, pois isso o aborreceu por não estar envolvido na descoberta. Ao analisar o dispositivo concebido por eles, Shockley sentiu que seria difícil fabricar em grandes quantidades com suficiente fiabilidade, uma vez que era fisicamente fraco. Shockley se trancou em sua casa novamente, ele inventou um transistor que era diferente do ponto de contato, chamado de transistor de junção e apresentou outra patente (US 2.569.347) no dia 23 de janeiro do ano seguinte (1948), nove dias após a data em que Bardeen e Brattain submeteram a deles.
Esta situação embaraçosa colocou os diretores da Bell Labs em um dilema. Por um lado, Bardeen e Brattain tinham construído o primeiro transistor por conta própria, sem a contribuição de Shockley. Por outro lado, Shockley era o líder da equipe e parecia inapropriado deixar seu nome de fora, especialmente porque ele tinha sido capaz de pensar num dispositivo ainda melhor do que o original alguns dias depois. Portanto, os diretores do laboratório decidiram que qualquer fotografia tirada dos inventores do transistor deveria incluir Shockley, que também atuaria como porta-voz oficial; Bardeen e Brattain, que já haviam desenvolvido uma forte aversão a Shockley, aceitaram com relutância a imposição, enquanto Shockley concordou com a decisão. O conflito científico e especialmente pessoal entre Shockley por um lado e Bardeen e Brattain por outro, acabou por levar à dissolução do grupo.
Em 1955 Shockley deixou a Bell Labs e fundou a Shockley Semiconductors, a primeira fábrica de semicondutores no Vale do Silício, mas foi um fracasso por causa da impossibilidade de seus funcionários se relacionarem com ele. Em 1956, ele recebeu a notícia de receber o Prêmio Nobel de Física, juntamente com seus antigos subordinados da Bell Labs, Bardeen e Brattain.
Após o colapso da sua empresa, Shockley dedicou-se ao mundo académico e em 1963 a Universidade de Stanford nomeou-o Professor de Engenharia e ele permaneceu naquela instituição até à sua reforma em 1975. Ele morreu em 1989, aos 79 anos de idade. Seus filhos e seus poucos amigos descobriram isso na imprensa.
Ignacio Mártil.
Professor de Eletrônica na Universidad Complutense, Madrid e membro da Real Sociedade Espanhola de Física