William Shockley és a tranzisztor feltalálása
Wiliam Bradford Shockley (1910-1989) – John Bardeen (1908-1991) és Walter Brattain (1902-1987)- mellett – a huszadik század talán legnagyobb csendes forradalmának számító találmány, a tranzisztor atyja volt, amely 2017-ben lesz 70 éves. A mindennapjainkban használt berendezések túlnyomó többségének (beleértve a televíziókat, mobiltelefonokat és számítógépeket) működése a bennük található tranzisztorok tulajdonságain alapul. Gyakran mondják, hogy a tranzisztor azt jelenti a huszadik század számára, amit a gőzgép jelentett a tizenkilencedik század számára.
Shockley 1910-ben született Londonban, eredetileg az Egyesült Államokból származott. Nem volt túl boldog gyermekkora, amit nagyrészt szülei rossz kapcsolata motivált, akik labilis emberek voltak, akik képtelenek voltak szociálisan viszonyulni a környezetükhöz. Ezt adták át fiuknak, és ez alakította ki szeszélyes és társulatlan természetét. Miután szülei visszatértek az Egyesült Államokba, 1928-ban beiratkozott a Kaliforniai Technológiai Intézetbe (Caltech), ahol fizikát tanult, és 1932-ben diplomázott. Ezt követően doktori tanulmányokat folytatott a Massachusetts Institute of Technology-n (MIT), és 1936-ban megszerezte a doktori címet. Ugyanebben az évben kezdett el dolgozni a New York-i Bell Telephone Laboratories-ban, amely az A.T.&T. amerikai távközlési óriásvállalathoz tartozott.
1945-ben a laboratórium igazgatója, Mervin J. Kelly Shockley-t bízta meg egy félvezető kutatócsoport vezetésével, azzal az elképzeléssel, hogy egy ilyen anyagokon alapuló erősítő eszközt fejlesszen ki. Az A.T.&T nagyon érdekelt volt abban, hogy félvezetőkkel erősítőt készítsenek, mivel komoly problémájuk volt a nagy távolsági kommunikációval. Egy telefonbeszélgetés során a hang elektromos jellé alakul, olyan jellé, amely később rézből készült vezető vezetékeken keresztül halad. Ha a jel néhány kilométert tesz meg, akkor tisztán eléri a fogadó készüléket; de az amerikai parttól partig tartó kommunikációban a beszélgetésnek 6000 és 8000 km közötti távolságot kell megtennie; az elektromos jel veszít intenzitásából, és egy bizonyos távolságon újra fel kell erősíteni, ezt a műveletet nevezik erősítésnek, és az ezt végző eszközt erősítőnek nevezik. Elég, ha az egész vonalon elegendő számú erősítő van, hogy a vonal olyan hosszú legyen, amilyen hosszúra csak akarjuk. Azokban az években az erősítés vákuumszelepek voltak, törékeny eszközök, amelyek sok energiát fogyasztanak és sok hőt adnak le. Kelly arra a következtetésre jutott, hogy megbízhatóbb erősítő eszközre van szükségük ahhoz, hogy ilyen nagy távolságon is hatékonyan lehessen kommunikálni, és feltételezte, hogy a választ a félvezetőkben kell keresni, amelyek tulajdonságait akkoriban kezdték megismerni.
A versenyfutás a tranzisztorért
1946-ban és 1947 elején a Shockley vezette csoport által elért eredmények egyáltalán nem voltak biztatóak. 1947 tavaszától a csoport két legzseniálisabb tagja, John Bardeen és Walter Brattain Shockley nélkül dolgozott a probléma megoldásán, hiszen bár ő volt a csoport vezetője, ideje nagy részét otthon töltötte saját ötleteinek kidolgozásával. Bardeen és Brattain lázasan dolgozott az év nyarán és őszén, Shockley részvétele nélkül. 1947. december 16-án végre sikerült egy erősítőt működtetniük egy germániummal készült tranzisztorral, és 23-án, egy nappal szenteste előtt bemutatták eredményeiket a laboratórium igazgatóinak. 1948 január elején szabadalmat (US 2,524,035) nyújtottak be a történelem első pontérintkezős tranzisztorának gyártására, amelyben Shockley nem szerepelt feltalálóként.
Amikor Shockley megtudta, hogy Bardeen és Brattain távollétében milyen sikereket ért el, dühös lett, mert bosszantotta, hogy nem vett részt a felfedezésben. Az általuk kitalált eszköz elemzése során Shockley megérezte, hogy azt nehéz lenne nagy mennyiségben és kellő megbízhatósággal előállítani, mivel fizikailag gyenge volt. Shockley ismét bezárkózott a házába, kitalált egy, a pontérintkezőtől eltérő tranzisztort, elnevezte elágazó tranzisztornak, és a következő év (1948) január 23-án, kilenc nappal azután, hogy Bardeen és Brattain benyújtotta a sajátját, újabb szabadalmat nyújtott be (US 2,569,347).
Ez a kínos helyzet dilemma elé állította a Bell Labs igazgatóit. Egyrészt Bardeen és Brattain egyedül, Shockley közreműködése nélkül építették meg az első tranzisztort. Másrészt Shockley volt a csapat vezetője, és nem tűnt helyénvalónak, hogy kihagyják a nevét, különösen azért, mert néhány nappal később még az eredetinél is jobb eszközt tudott kitalálni. Ezért a laboratórium vezetői úgy döntöttek, hogy a tranzisztor feltalálóiról készült minden fényképen szerepelnie kell Shockleynak, aki egyben a hivatalos szóvivő is lesz; Bardeen és Brattain, akikben már erős ellenszenv alakult ki Shockleyval szemben, vonakodva fogadták el a kényszert, míg Shockley egyetértett a döntéssel. Az egyfelől Shockley, másfelől Bardeen és Brattain közötti tudományos és főleg személyes konfliktus végül a csoport feloszlásához vezetett.
1955-ben Shockley elhagyta a Bell Labs-t, és megalapította a Shockley Semiconductors-t, az első félvezetőgyárat a Szilícium-völgyben, de kudarcot vallott, mert az alkalmazottak képtelenek voltak viszonyulni hozzá. 1956-ban kapta a hírt, hogy egykori beosztottjaival a Bell Labs-ben, Bardeen-nel és Brattain-nel együtt megkapta a fizikai Nobel-díjat.
Vállalata összeomlása után Shockley a tudományos életnek szentelte magát, és 1963-ban a Stanford Egyetem mérnökprofesszorává nevezte ki, és 1975-ös nyugdíjazásáig ebben az intézményben maradt. 1989-ben, 79 éves korában hunyt el. Gyermekei és kevés barátja a sajtóból értesült róla.
Ignacio Mártil.
A madridi Universidad Complutense elektronika professzora és a Spanyol Királyi Fizikai Társaság tagja
.