والتر براتين
| والتر براتين | |
|---|---|
|
Walter Houser Brattain (1902-1987) | |
| ولدَ في |
10 فبراير 1902 شيامن، فوجيان، الصين |
| توفي في |
13 أكتوبر 1987 سياتل، واشنطن, الولايات المتحدة الأمريكية |
| القومية | أمريكي |
| مجال البحث | فيزيائي، مخترع |
| المؤسسات |
Whitman College معامل بل |
| خريج |
كلية ويتمان جامعة أوريگون جامعة منيسوتا |
| مشرف الدكتوراه | John Torrence Tate, Sr. |
| اشتهر بسبب | ترانزستور |
| الجوائز | جائزة نوبل في الفيزياء (1956) |
واتر هاوزر براتين بالإنگليزية: Walter Houser Brattain هوعالم فيزياء أمريكي حصل عام 1956 على جائزة نوبل للفيزياء بالاشتراك مع جون باردين ووليام شوكلي. وكانت حيازتهم على الجائزة من أجل اختراعهم الترانزيستور.
ولد والتر براتين فيعشرة فبراير 1902 وتوفي 13 أكتوبر 1987. وبدل جهدا كبيرا في دراسة الحالة السطحية للمواد.
بداية حياته وتعليمه
ولد براتين في شيامن، فوجيان في الصين فيعشرة من فبراير عام 1902 لأبيه روس ر. براتين وامه اوتيلي وقضي بداية حياته في سبرينجفيلد وتوناسكت في واشنطن. تربي في توناسكت في واشنطن في مغرسة الماشية التي يملكها والداه، وحصل على درجة البكالوريوس في الفيزياء والرياضيات في كلية ويتمان في والا والا، واشنطن عام 1924. ثم حصل علي درجة الماجستير من جامعة اوريجون عام 1926. ثم انتقل شرقا ليحصل علي درجة الدكتوراة في الفيزياء في جامعة مينيسوتا عام 1929. وكانت اطروحته في الدكتوراة عن أثر الإلكترون في بخار الزئبق.في عامي 1928و1929 اشتغل براتين في المخط الوطني للمعايير في واشنطن العاصمة. ثم عين في مختبرات بل في عام 1929.
كانت اهتمامات براتين في السنوات ما قبل الحرب العالمية الثانية تتمحور اولا حول الفيزياء السطحية للتنجستين ثم اهتم بدراسة اسطح اكسيد النحاس والسيلكون (وهما من اشباه الموصلات).أثناء الحرب العالمية الثانية خصص براتين وقته لتطوير طرق الكشف عن الغواصات بموجب عقد مع المجلس الوطني للبحوث الدفاع في جامعة كولومبيا.
حياته المهنية في الفيزياء
بعد الحرب العالمية الثانية، عاد براتين الي مختبرات بل وسرعان ما التحق بشعبة اشباه الموصلات في قسم الحالة الصلبة الملحق حديثا بالمختبرات. وليام شوكلي كان مديرا للشعبة انذاك وقد كان قد بدأ بحثا عاما يستهدف إنتاج مكبرا عمليا للصوت في الحالة الصلبة.
بلورات أشباه الموصلات النقية (مثل الجرمانيوم أوالسيليكون) موصلات سيئة جدا في درجات الحرارة المحيطة، لأن الطاقة التي يجب حتى يحصل عليها الإلكترون من أجل احتلال مستوى طاقة التوصيل أكبر بكثير من الطاقة الحرارية المتاحة للإلكترون في البلورات من هذا القبيل. تسخين شبه الموصل بإمكانه اثارة الإلكترونات لإيصالها الي مستوي طاقة التوصيل، لكن إضافة شوائب الي البلورة أكثر فعالية لزيادة التوصيل.
البلورة يمكن ان تطعم بكمية صغيرة من عنصر لديه الكترونات أكثر من شبه الموصل، وهذه الالكترونات الزائدة تكون حرة الحركة خلال البلورة وفي هذه الحالة تصبح البلورة من النوع السالب.
من الممكن أيضا تطعيم البلورة بعنصر لديه الكترونات اقل من شبه الموصل، هذا الاجراء يفترض أن ينتج عنه فراغات للالكترونات داخل البلورة أوما يسمي بالفجوات، وهذه الفجوات تكون حرة الحركة كأنها الكترونات موجبة الشحنة وفي هذه الحالة تصبح البلورة من النوع الموجب.من الملاحظ ان سرعة انتنطق الالكترونات أكبر من سرعة انتنطق الفجوات داخل البلورة.
من الممكن تغيير مستوي نطاق التوصيل عند سطح شبه الموصل، والذي يفترض أن يؤثربالزيادة أوالنقصان علي توصيلية البلورة.هذه الخواص الفيزيائية الفريدة التي تتميز بها اشباه الموصلات ادت الي اختراع ما يسمي بمصحح التيار الكهربائي عن طريق استخدام وصلات مكونة من بلورة من أحد نوعي اشباه الموصلات- موجب أوسالب- مع معدن، أوموكنة من النوعين الموجب والسالب (فكرة عمل الدايود). مصحح التيار الكهربائي يسمح بمرور التيار في أحد الاتجاهات حيث يتصرف كمقاومة صغيرة بينما يمنع مرور التيار في الاتجاه المعاكس حيث يتصرف كمقاومة كبيرة للغاية
كانت الوصلة الثنائية (الدايود) معروفة في العالم بعد نهاية الحرب العالمية الثانية، بينما أراد شوكلي ان ينتج جهازا جديدا يتمتع بخاصية المقاومة المتغيرة- ليس كالوصلة الثنائية اما صغيرة المقاومة أوعالية المقاومة حسب اتجاه مرور التيار- ومن ثم يمكن استخدامه كمكبر (فكرة عمل الترانزستور). اقترح شوكلي تصميما فيه يتم تطبيق مجالا كهربائيا عبر شريحة رقيقة من من أحد اشباه الوصلات.ولكن التوصيلية تغيرت بجزء ضئيل مما كان متسقطا عند تطبيق المجال الكهربائي، وقد فسرجون باردين (عضواخر في شعبة شوكلي) ذلك بأنه كان نتيجة وجود مستويات للطاقة للالكترونات عند سطح شبه الموصل.
الحياة الشخصية
كان براتين مقيما في نيوجيرسي، ثم انتقل الي سياتل في واشنطن عام 1970 حيث عاش حتي وفاته في 13 أكتوبر عام 1987.
جون باردين، وليام شوكلي ووالتر براتين في معامل بل، 1948.
المصادر
- Walter H. Brattain – Biography
