William Shockley și inventarea tranzistorului
Wiliam Bradford Shockley (1910-1989) – alături de John Bardeen (1908-1991) și Walter Brattain (1902-1987)- a fost părintele tranzistorului, invenția care este probabil cea mai mare revoluție tăcută a secolului XX, care împlinește 70 de ani în 2017. Funcționarea marii majorități a echipamentelor pe care le folosim zilnic (inclusiv a televizoarelor, a telefoanelor mobile și a computerelor) se bazează pe proprietățile tranzistoarelor cu care sunt construite. Se spune adesea că tranzistorul reprezintă pentru secolul al XX-lea ceea ce a însemnat motorul cu aburi pentru secolul al XIX-lea.
Shockley s-a născut la Londra în 1910 și era originar din Statele Unite. Nu a avut o copilărie foarte fericită, în mare măsură motivată de relația proastă dintre părinții săi, care erau persoane instabile care nu reușeau să se raporteze social la mediul în care trăiau. Aceștia au transmis acest lucru fiului lor și acest lucru i-a modelat temperamentul său capricios și nesociabil. După ce părinții săi s-au întors în Statele Unite, a intrat în 1928 la California Institute of Technology (Caltech), unde a studiat fizica, pe care a absolvit-o în 1932. Ulterior, a efectuat studii doctorale la Massachusetts Institute of Technology (MIT) și a obținut titlul de doctor în 1936. În același an a început să lucreze la Bell Telephone Laboratories din New York, aparținând A.T.&T., gigantul american al telecomunicațiilor.
În 1945, directorul laboratorului, Mervin J. Kelly, l-a pus pe Shockley în fruntea unui grup de cercetare în domeniul semiconductorilor, cu ideea de a dezvolta un dispozitiv amplificator bazat pe aceste materiale. A.T.&T era foarte interesată de realizarea unui amplificator cu semiconductori, deoarece avea o problemă serioasă în ceea ce privește comunicațiile pe distanțe lungi. Într-o conversație telefonică, vocea se transformă într-un semnal electric, un semnal care mai apoi călătorește prin fire conductoare de cupru. Dacă semnalul călătorește câțiva kilometri, ajunge la dispozitivul de recepție într-un mod clar; dar în comunicațiile din SUA de la coastă la coastă, conversația trebuie să călătorească între 6.000 și 8.000 km; semnalul electric își pierde din intensitate și la o anumită distanță trebuie să crească din nou, o operațiune care se numește amplificare, iar dispozitivul care o face se numește amplificator. Este suficient să existe un număr suficient de amplificatoare de-a lungul întregii linii pentru ca aceasta să fie atât de lungă pe cât se dorește. În acei ani, amplificarea era asigurată de supape de vid, dispozitive fragile, care consumă multă energie și degajă multă căldură. Kelly a ajuns la concluzia că trebuiau să aibă un dispozitiv de amplificare mai fiabil pentru a realiza eficient comunicațiile la o distanță atât de mare și a presupus că răspunsul trebuie căutat în semiconductori, ale căror proprietăți începeau să fie descoperite la acea vreme.
Cursa pentru tranzistor
În timpul anului 1946 și la începutul anului 1947, rezultatele obținute de echipa condusă de Shockley nu au fost deloc încurajatoare, dar începând cu primăvara anului 1947, doi dintre cei mai străluciți membri ai grupului, John Bardeen și Walter Brattain, au lucrat la găsirea unor soluții la această problemă fără Shockley, deoarece, deși acesta era liderul grupului, își petrecea cea mai mare parte a timpului acasă dezvoltându-și propriile idei. Bardeen și Brattain au lucrat febril în timpul verii și toamnei acelui an, fără participarea lui Shockley. La 16 decembrie 1947 au reușit, în sfârșit, să facă să funcționeze un amplificator folosind un tranzistor realizat cu germaniu, iar pe 23, cu o zi înainte de Ajunul Crăciunului, au prezentat rezultatele lor directorilor laboratorului. La începutul lunii ianuarie 1948, au depus un brevet (US 2,524,035) pentru fabricarea primului tranzistor cu punct de contact din istorie, care nu îl includea pe Shockley ca inventator.
Când Shockley a aflat de succesul obținut de Bardeen și Brattain în absența sa, s-a înfuriat, deoarece îl deranja faptul că nu a fost implicat în descoperire. Analizând dispozitivul conceput de ei, Shockley a intuit că ar fi dificil de fabricat în cantități mari și cu suficientă fiabilitate, deoarece era slab din punct de vedere fizic. Shockley s-a încuiat din nou în casa sa, a inventat un tranzistor diferit de cel cu contact punctual, l-a numit tranzistor cu joncțiune și a depus un alt brevet (US 2,569,347) la 23 ianuarie anul următor (1948), la nouă zile după data la care Bardeen și Brattain l-au depus pe al lor.
Această situație jenantă i-a pus pe directorii de la Bell Labs într-o dilemă. Pe de o parte, Bardeen și Brattain construiseră primul tranzistor pe cont propriu, fără contribuția lui Shockley. Pe de altă parte, Shockley era liderul echipei și părea nepotrivit să i se omită numele, mai ales că el reușise să gândească un dispozitiv și mai bun decât cel original câteva zile mai târziu. Prin urmare, directorii laboratorului au decis ca orice fotografie făcută inventatorilor tranzistorului să îl includă pe Shockley, care urma să acționeze și ca purtător de cuvânt oficial; Bardeen și Brattain, care dezvoltaseră deja o aversiune puternică față de Shockley, au acceptat cu reticență această impunere, în timp ce Shockley a fost de acord cu decizia. Conflictul științific și mai ales personal dintre Shockley, pe de o parte, și Bardeen și Brattain, pe de altă parte, a dus în cele din urmă la dizolvarea grupului.
În 1955 Shockley a părăsit Bell Labs și a fondat Shockley Semiconductors, prima fabrică de semiconductori din Silicon Valley, dar a fost un eșec din cauza imposibilității angajaților săi de a relaționa cu el. În 1956, a primit vestea că a primit Premiul Nobel pentru fizică, alături de foștii săi subalterni din Bell Labs, Bardeen și Brattain.
După ce compania sa s-a prăbușit, Shockley s-a dedicat lumii academice, iar în 1963 Universitatea Stanford l-a numit profesor de inginerie și a rămas în această instituție până la pensionare, în 1975. A murit în 1989, la vârsta de 79 de ani. Copiii și puținii săi prieteni au aflat despre acest lucru din presă.
Ignacio Mártil.
Profesor de Electronică la Universidad Complutense, Madrid și membru al Societății Regale Spaniole de Fizică
.