والتر براتين

والتر براتين
Walter Brattain
Walter Houser Brattain (1902-1987)
وُلِدَ	10 فبراير 1902 شيامن، فوجيان، الصين
توفي	13 أكتوبر 1987 سياتل، واشنطن، الولايات المتحدة
القومية	أمريكي
المدرسة الأم	كلية ويتمان (بكالوريوس) جامعة أوريگون (ماجستير) جامعة منيسوتا (دكتوراه)
عـُرِف بـ	اختراع ترانزستور
الزوج	Karen Gilmore ​ ​ (m. 1935; died 1957)​ Emma Jane Miller ​ (m. 1958)​
الأنجال	1
الأقارب	روبرت براتين (شقيق)
الجوائز	Stuart Ballantine Medal (1952) John Scott Medal (1954) جائزة نوبل في الفيزياء (1956)
السيرة العلمية
المجالات	فيزيائي، مخترع
الهيئات	Bell Telephone Laboratories (1929–1967) كلية ويتمان (1967–1976)
أطروحة	Efficiency of Excitation by Electron Impact and Anomalous Scattering in Mercury Vapor (1929)
المشرف على الدكتوراه	John Torrence Tate Sr.

واتر هاوزر براتين إنگليزية: Walter Houser Brattain هو عالم 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 في 10 فبراير 1902 وتوفي 13 أكتوبر 1987. وبدل جهدا كبيرا في دراسة الحالة السطحية للمواد.

بداية حياته وتعليمه

ولد براتين في شيامن، فوجيان في الصين في 10 من فبراير عام 1902 لأبيه روس ر. براتين وامه أوتيلي وقضي بداية حياته في سبرينجفيلد وتوناسكت في واشنطن. تربي في توناسكت في واشنطن في مزرعة 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 أوريجون 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 المكتب الوطني للمعايير في واشنطن العاصمة. ثم عين في مختبرات بل في عام 1929.

كانت اهتمامات براتين في السنوات ما قبل الحرب العالمية الثانية تتمحور أولا حول الفيزياء السطحية للتنجستين ثم اهتم بدراسة اسطح اكسيد النحاس والسيلكون (وهما من أشباه الموصلات). أثناء الحرب العالمية الثانية خصص براتين وقته لتطوير طرق الكشف عن الغواصات بموجب عقد مع المجلس الوطني للبحوث الدفاع في جامعة كلومبيا.

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 آنذاك وقد كان قد بدأ بحثا عاما يستهدف إنتاج مكبرا عمليا للصوت في الحالة الصلبة.

اختراع الترانزيستور

انظر أيضاً: تاريخ الترانزيستور

A replica of the first transistor

جون باردين، وليام شوكلي ووالتر براتين (يمين) في معامل بل، 1948.

بلورات أشباه الموصلات النقية (مثل الجرمانيوم أو السيليكون) موصلات سيئة جدا في درجات الحرارة المحيطة، لأن الطاقة التي يجب أن 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 سوف ينتج عنه فراغات للالكترونات داخل البلورة أو ما يسمي بالفجوات، وهذه الفجوات تكون حرة الحركة كأنها الكترونات موجبة الشحنة وفي هذه الحالة تصبح البلورة من النوع الموجب.من الملاحظ ان سرعة انتقال الالكترونات أكبر من سرعة انتقال الفجوات داخل البلورة.

من الممكن تغيير مستوي نطاق التوصيل عند سطح شبه الموصل، والذي سوف يؤثربالزيادة أو النقصان 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 أو سالب- مع معدن، أو موكنة 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 أو عالية 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 متوقعا عند تطبيق المجال الكهربائي، وقد فسّر جون باردين (عضو اخر في شعبة شوكلي) ذلك بأنه كان نتيجة وجود مستويات للطاقة للالكترونات عند سطح شبه الموصل.

الحياة الشخصية

كان براتين مقيما في نيوجرزي، ثم انتقل إلي سياتل في واشنطن عام 1970 حيث عاش حتي وفاته في 13 أكتوبر عام 1987.

عرفان

جوائز

Year	Organization	Award	Citation	Ref.
1952	Franklin Institute	Stuart Ballantine Medal	"For the theory of surface states in semi-conductors and the invention of the point contact transistor."
1954	Franklin Institute Philadelphia City Council	John Scott Medal	"Invention of the transistor."
1956	Royal Swedish Academy of Sciences	Nobel Prize in Physics	"For their researches on semiconductors and their discovery of the transistor effect."

درجات شرفية

Year	University	Degree	Ref.
1952	University of Portland	Doctor of Laws
1955	Union College	Doctor of Science
1955	كلية ويتمان	Doctor of Science
1957	جامعة مينيسوتا	Doctor of Science

عضويات

Year	Organization	Type	Ref.
1956	American Academy of Arts and Sciences	Member
1959	National Academy of Sciences	Member

وصلات خارجية

• Walter Brattain family papers at the Whitman College and Northwest Archives, Whitman College. Archived أكتوبر 20, 2019 at the Wayback Machine
• Oral history interview transcript with Walter Brattain on June 1964, American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives - Session I
• Oral history interview transcript with Walter Brattain on 28 May 1974, American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives - Session II
• Bardeen, John (1994). Walter Houser Brattain 1902–1987 (PDF). Washington, D.C.: National Academy of Sciences.
• والتر براتين on Nobelprize.org including the Nobel Lecture, December 11, 1956 Surface Properties of Semiconductors
• Walter H. Brattain – Biography