Bardeen, Shockley i Brattain
Col·laboració de Andrés Abáigar per al capítol Transistors
John Bardeen, Walter Brattain i William Shockley van treballar plegats als Laboratoris Bell als anys 40 durant un període de temps relativament curt. Tot i així, la seva col·laboració donà com a resultat un dels invents més importants del segle XX: el transistor. Aquest dispositiu transformà el món de l’electrònica i, fins i tot, tingué un major impacte en l’arquitectura dels ordinadors, ajudant a posar-los de moda tan sols uns anys després.
Shockley va néixer a Londres el 13 de febrer del 1910, tot i que els seus pares eren americans. Molt aviat, la seva família tornà a Palo Alto, Calif, on Shockley visqué durant la majoria de la seva infància. L’any 1925, després de que el seu pare morís, la seva mare va decidí traslladar-se a Hollywood. Shockley va entrar a l’Institut de Tecnologia de Califòrnia l’any 1928 on es graduà en física. Al 1936 va obtenir el Doctorat al Massachussets Institute of Technology. Més tard, es va unir als Laboratis Bell a Nova York, traslladant-se més tard a Nova Jersey, on es guanyà una distingida reputació com a investigador innovador, dissenyant l’any 1939 un dels primers reactors nuclears amb el seu company James Fisk. Després d’allò, s’incorporà a la Armada durant la Segona Guerra Mundial i guanyà una Medalla Nacional al Mèrit després de dissenyar un entrenament pels pilots de bombarders. Després de la guerra, tornà als Laboratoris Bell, on se li encarregà el treball de construir un amplificador en estat sòlid.
Bardeen va néixer el 23 de maig de 1908 a Madison, Wisconsin i entrà a la Universitat de Wisconsin als 15 anys com estudiant d’enginyeria. Va obtenir un màster en enginyeria elèctrica i va anar a treballar per a la Gulf Oil Company com a geofísic. Més endavant, tornà a la universitat, completant un Doctorat en Física a Princeton l’any 1935. Després d’allò, treballà com a Investigador a Harvard i, més endavant, treballà per a la Universitat de Minnesota fins el començament de la Segona Guerra Mundial, sent traslladat als Laboratoris de la Marina per ajudar a desenvolupar mecanismes de protecció per als vaixells i els submarins. Shockley li va demanar l’any 1945 que s’incorporés al seu grup de recerca als Laboratoris Bell.
Brattain va néixer a Amoy, China, el 10 de febrer de 1902. El seu pare era professor allí. Molt aviat, la seva família tornà a l’estat de Washington. Brattain es va llicenciar en Física i Matemàtiques al Whitman College per anar-se’n a la Universitat d’Oregon on va obtenir un Màster i, més tard, a la Universitat de Minnesota on va completar el seu Doctorat. L’any 1929 Brattain va començar a treballar per als Laboratoris Bell, sent assignat al grup de Shockley, on els seus coneixements en l’experimentació complementarien el talent de Bardeen per a la teoria.
Tot plegats, aquest equip treballà en la recerca relacionada amb el comportament de cristalls com a semiconductors. Abans del transistor, els ordinadors ocupaven enormes espais ja que necessitaven de sales de refrigeració dissenyades per mantenir fred els milers de vàlvules termoiòniques necessàries per fer-los funcionar. Aquestes vàlvules eren utilitzades per controlar el moviment d’electrons relacionats amb els sistemes de transmissió de ràdios i telèfons. Els cristalls, particularment els cristalls que podien conduir alguna pinzellada d’electricitat, podien fer aquest treball molt més ràpid, sent més fiables i a una utilització d’energia una milió de vegades inferior, pero el repte era descobrir com transformar-los per a que funcionessin com a vàlvules electròniques.
Sovint, a Bardeen i Brattain se’ls permetia treballar en les seves idees de manera individual, sent Shockley qui actuava de supervisor. Al desembre de 1947, van completar el que es va anomenar “transistor de punta de contacte”. El dispositiu, que conduïa de la mateixa manera que aïllava, fou dissenyat per connectar i modular el corrent, sent capaç d’actuar com a transmissor i com a resistència. Consistia en una peça d’oblia d’or envoltada per un ganivet de plàstic, pressionada contra un bloc de germani que tenia una connexió elèctrica la seva base. Encara que el disseny d’aquest nou dispositiu semblés molt primitiu, fou en aquell precís instant quan s’acabava de desenvolupar una vàlvula molt més eficient que les que existien, ja que permetia, a la vegada, restringir i amplificar el corrent d’electricitat. Aquest descobriment permetria treballar amb els ordinadors a la velocitat de la llum, provocant així tota una revolució en el camp de l’electrònica ja que aquest dispositiu permetria crear ordinadors més petits, més ràpids i més barats.
Una vegada completat el prototip, suposadament els tres científics van discutir quan Shockley va prendre la iniciativa de patentar el transistor sota el seu nom. Al mateix temps, també va començar a treballar en un model millorat de transistor, obtenint com a resultat el transistor d’unió bipolar en menys d’un mes. Aquesta varietat es convertiria en un transistor molt més fàcil de produir a gran escala i, encara avui, s’utilitza en determinades aplicacions.
Els tres investigadors es van separar molt aviat després que el transistor hagués estat completat, i els Laboratoris Bell van començar a plantejar-se quin mèrit atribuir a cadascun dels membres de l’equip. Bardeen i Brattain van obtenir la patent pel seu transistor mentre que Shockley va sol·licitar la patent per l’efecte del transistor i per l’amplificació del transistor . Finalment, Brattain va demanar ser traslladat a un altre laboratori, i, més tard, ho va deixar per convertir-se en professor al Whitman College. Molt aviat després d’això, Bardeen també abandonar els Laboratoris Bell per començar a impartir classes a la Universitat de Illinois. Shockley va formar Shockley Semiconductor, que posteriorment es convertiria en Silicon Valley. A més, també va començar a ensenyar a la Universitat de Stanford. Brattain i Bardeen van mantenir la seva amistat després d’abandonar els Laboratoris Bell, però cap dels dos mai va voler saber res més de Shockley.
L’any 1956, tots tres es retrobaren a Estocolm, tot mantenint la cordialitat, per tal de rebre el Premi Nobel de Física per la invenció del transistor. Després d’allò, Bardeen va guanyar un segon Nobel pel seu treball en les teories de la superconductivitat. Bardeen va morir l’any 1991, mentre que Shockley i Brattain ho havien fet l’any 1989 i 1987, respectivament.
Col·laboració de Andrés Abáigar per al capítol Transistors