沃尔特·豪泽·布拉顿

生平

沃尔特·豪泽·布拉顿于1902年诞生于鼓浪屿。他的父母是美国夫妇罗斯·R·布拉顿和奥蒂莉娅·豪泽·布拉顿。根据布拉顿的自传，他的父母一同毕业于惠特曼学院，当时罗斯在厦门同文书院任教，而奥蒂莉娅则是一位杰出的数学家。1903年，布拉顿还是个婴儿时，随父母返回美国，在华盛顿州的斯波坎生活了几年后，他们定居在托纳斯基特附近的一片牧场。

布拉顿在中学时期多次转学，最终进入惠特曼学院接受高等教育，师从本杰明·H·布朗和沃尔特·A·布拉顿，并于1924年获得物理学和数学双学士学位。他的同班同学包括沃克·布利克尼、弗拉基米尔·罗詹斯基和E·约翰·沃克曼，他们在各自领域都取得了杰出的贡献，一起被誉为“物理学四骑士”。布拉顿的弟弟罗伯特·布拉顿也成为了一位物理学家。

1926年，布拉顿从俄勒冈大学获得了艺术硕士学位，并于1929年在明尼苏达大学获得了哲学博士学位。在明尼苏达大学时期，布拉顿有幸在约翰·范扶累克的指导下从事新的量子力学研究，他的毕业论文由约翰·托伦斯·泰特指导，题目为《汞蒸汽中电子碰撞的激发效率和反常散射》。

沃尔特·布拉顿经历了两次婚姻。1935年，他与化学家克伦·吉尔摩结婚，并在1943年迎来了长子威廉姆·G·布拉顿。不幸的是，克伦于1957年4月10日去世。1958年，布拉顿与已经是三个孩子的母亲艾玛·简·米勒（即基尔希·米勒）结婚。

在20世纪70年代，布喇顿搬到华盛顿州西雅图，并在那里度过了余生。1987年10月13日，他因患阿尔茨海默病在西雅图的一家养老院去世，并稍后被埋葬于华盛顿州波默罗伊。

学术生涯

1928年到1929年期间，他在首都华盛顿的国家标准技术研究所工作，1929年受雇于贝尔实验室。

第二次世界大战爆发前夕，在贝尔实验室，布拉顿首先研究了钨的表面，随后是氧化铜半导体的表面。美国国防部科研委员会在世界大战期间聘请了布拉顿，让他在哥伦比亚大学发展潜艇探测方法。

物理生涯

战后布拉顿回到贝尔实验室，加入了新成立的固态部门的半导体小组，该小组的主管是威廉·肖克利。早在1946年，肖克利就开始研究半导体并试图制造一个实用的固态放大器。

纯半导体晶体（例如硅或锗）在室温下缺乏传导载子，因为电子的能量远高于晶体的热能。对半导体加热可以激发电子进入传导态，但更实用的方法是通过掺杂杂质来增加导电度。通过掺入少量元素，晶体可以拥有比半导体更多的自由电子，这些额外的电子将在晶体中自由移动，形成N型半导体。另一种方法是掺入少量元素，使晶体中的电子数量比半导体少，从而产生电洞，这些电洞像带正电荷的电子一样在晶体中移动，形成P型半导体。

半导体表面的传导带能量可以通过不同方式的掺杂来改变，从而调节晶体的导电度。金属与N型或P型半导体之间的接触面或两种类型半导体之间的接触面具有不对称的导电性质，因此可用于调节电流。在整流器中，对低电阻方向施加偏压会产生电流，这称为顺向偏压；而对相反方向施加偏压则称为反向偏压。

到了第二次世界大战末期，半导体整流器已是一种熟悉的装置。肖克利希望开发一种新装置，可以作为可调节电阻的放大器。他提出了一个设计概念，即通过在半导体薄片的厚度上施加电场来改变半导体的传导性，这种变化只需要供应预期数量的电子。约翰·巴丁提出这是由于半导体表面存在能量状态。