Джон Бардін

Джон Бардін народився 23 травня 1908 року в Медісоні, штат Вісконсин, США в сім'ї Чарльза і Алтей Бардінів. Чарльз Бардін був професором анатомії в університеті Вісконсина і допомагав в заснуванні там медичної школи. До заміжжя Алтея викладала у Лабораторній Школі Деві і управляла фірмою внутрішнього декору. Після заміжжя вона стала помітною фігурою у світі мистецтва.

Математичний талант Бардіна дав рано про себе знати. Його учитель математики в сьомому класі спонукав Бардіна розв'язувати задачі підвищеної складності і внаслідок цього Бардін дякував йому за те, «що він першим розбудив його цікавість до математики».

Бардін закінчив школу у віці 15 років, хоча він міг закінчити її ще кількома роками раніше. Затримка із закінченням школи була пов'язана з прослуховуванням додаткових дисциплін в іншій школі, а також зі смертю матері. Він поступив у Вісконсинський університет у 1923 р.

У коледжі він вступив до братства Зета-Псі. Необхідний вступний внесок він заробив частково і грою в більярд.

Бардін отримав ступінь бакалавра і магістра електротехніки в 1928 р. Він прослухав усі курси лекцій з фізики і математики, які були йому цікаві, і закінчив університет за 5 років - на рік довше, ніж зазвичай. Це дозволило йому одночасно написати магістерську дисертацію під керівництвом Лео Петерса. Його наставниками з математики були Воррен Вівер і Едвард Ван Флек. Головним наставником із фізики був Джон ван Флек, але також великий вплив на нього мали вчені Поль Дірак, Вернер Гейзенберг і Арнольд Зоммерфельд.

Меморіальна дошка пам'яті Бардіна та теорії надпровідністі в Іллінойському університеті в Урбана-Шампейн

Деякий час після закінчення університету Бардін залишався у Вісконсині, продовжуючи свої дослідження, але потім перейшов працювати на три роки в Gulf Research Laboratories - дослідницьке відділення компанії Gulf Oil з Пітсбурга. Після того, як ця робота перестала цікавити його, він подав заяву і був прийнятий на програму аспіранта з математики в Принстонському університеті.

Бардін вивчав математику і фізику як аспірант, і згодом написав дисертацію на отримання ступеня доктора філософії з математичної фізики в галузі фізики твердого тіла під керівництвом лауреата Нобелівської премії Юджина Вігнера. Він отримав ступінь у Принстоні в 1936. Через смерть батька Бардін не зміг закінчити свою дисертацію до початку роботи в Гарвардському університеті за постдоківською стипендією, і вимушений був дописувати її впродовж першого семестру свого перебування там.

У Принстоні, під час візиту до свого старого друга в Пітсбург, він зустрів Джейн Максвелл. Вони одружилися ще до його від'їзду з Принстона.

Восени 1938 року Бардін приступив до виконання обов'язків доцента в Міннесотському університеті.

У 1941 розгорілася світова війна і колеги переконали Бардіна перейти на роботу в артилерійську лабораторію ВМС США. Передбачалося, що він пропрацює там чотири роки. У 1943 році йому запропонували участь в Мангеттенському проєкті, але він відмовився з сімейних причин. За свою службу в артилерійській лабораторії він був нагороджений Медаллю за похвальну громадянську службу.

Після закінчення Другої світової війни Бардін спробував повернутися в академічні кола. Проте університет Міннесоти не усвідомив важливості молодої галузі - фізики твердого тіла. Йому запропонували тільки невелике підвищення. Знання з фізики твердого тіла зробили Бардіна безцінною фігурою для Лабораторії Белла, які саме в той час відкрили відділ твердого тіла. Пам'ятаючи, що університет не надав підтримки його дослідженням, він вирішив у 1945 прийняти спокусливу пропозицію від Лабораторії Белла.

Лабораторія Белла

Джон Бaрдін, Вільям Шоклі та Волтер Браттейн у Лабораторії Белла, 1948.

У жовтні 1945 Бардін почав працювати в лабораторії Белла. Він з сім'єю переїхав до міста Саміт у Нью-Джерсі, що було в межах поїздки на автобусі від дослідницького кампусу Мюррей-Гілл. Він знову подружився з Волтером Браттейном, з яким раніше познайомився через його брата. Брат Браттейна також був аспірантом у Принстоні. 23 грудня 1947 року Бардін, Браттейн і Вільям Шоклі (менеджер Бардіна на той момент) створили транзистор.

Винахід транзистора

Стилізована копія першого транзистора, винайденого в лабораторії Белла 23 грудня 1947

23 грудня 1947, Бардіну і Браттейну, працюючи без Шоклі, вдалося створити точково-контактний транзистор, що дав підсилення. Наступного місяця, 'патентні повірені лабораторії Белла розпочали працювати над патентною заявкою.[6]

Адвокати лабораторії Белла скоро з'ясували, що принцип ефекту поля Шоклі був очікуваним і був запатентований в 1930 році Юліусом Лілієнфельдом, який подав його в MESFET — як патент у Канаді 22 жовтня 1925.[7]

Шоклі отримав левову частину заслуги за винахід транзистора, що призвело до погіршення відносин із Бардіном. Управління лабораторії Белла, однак, представило всіх трьох винахідників як одну команду. Шоклі, зрештою, розлютився і відсторонив Бардіна і Браттейна та по суті заблокував їх двох від робіт над планарним транзистором. Бардін почав досліджувати теорію надпровідності і покинув лабораторію Белла в 1951 році. Браттейн відмовився далі працювати з Шоклі і був переведений до іншої групи. Ні Бардін, ні Браттейн не мали багато спільного з розробками транзистора протягом першого року після його винаходу. [8]

«Транзистор» (комбінація «англ. transconductance» i «англ. resistor») був у 50 разів меншим від вакуумної лампи. Їх використання у радіо та телевізорах дозволило зробити ці пристрої компактнішими.

Вибір публікацій від A Biographical Memoir (David Pines, wyd. National Academy of Sciences 2013)[10]

• 1936 – J. Bardeen, Theory of the work function, Part II. The surface double layer, Phys. Rev. 49:653-663
• 1936 – J. Bardeen, Electron exchange in the theoy of metals (abstract), Phys. Rev. 50:1098
• 1937 – J. Bardeen, Conductivity of monovalent metals, Phys. Rev. 52:88-97
• 1937 – J. Bardeen, On the density of energy levels of heavy nuclei, Phys. Rev. 51:799-803
• 1938 – J. Bardeen, Compressibilities of the alkali metals, J. Chem. Phys. 6:372-378
• 1938 – J. Bardeen, E. Feenberg, Symmetry effects in the spacing of nuclear energy levels, Phys. Rev. 54:809-818
• 1941 – J. Bardeen, Theory of superconductivity (abstract). Phys. Rev. 59:928
• 1948 – J. Bardeen, W.H. Brattain, The transistor, a semi-conductor triode, Phys. Rev. 74:230-231
• 1950 – J. Bardeen, Wave functions for superconducting electrons, Phys. Rev. 80: 567-574
• 1951 – J. Bardeen, Relation between lattice vibration and London’s theories of superconductivity, Phys. Rev. 81:829-834
• 1955 – J. Bardeen, D. Pines,, Electron-phonon interaction in metals, Phys. Rev. 99:1140-1150
• 1956 – J. Bardeen, Theory of superconductivity, w: Encyclopedia of Physics, vol. 15. pp. 274–369. Heidelberg: Springer-Verlag
• 1957 – J. Bardeen, L.N. Cooper, J. R. Schrieffer, Microscopic theory of superconductivity. Phys. Rev. 106:162-164
• 1957 – J. Bardeen, L.N. Cooper, J. R. Schrieffer., Theory of superconductivity, Phys. Rev. 108:1175-1204
• 1961 – J. Bardeen, J.R. Schrieffer, Recent developments in superconductivity, w: Progress in low temperature physics, vol. III, ed. C.J. Gorter, s. 170-287, Amsterdam: North Holland
• 1965 – J. Bardeen, M.J. Stephen, Theory of the motion of vortices in superconductors, Phys. Rev. A 140:1197-1207
• 1967 – J. Bardeen, G. Baym, D. Pines, Effective interaction of He3 atoms in dilute solutions of He3 in He4 at low temperatures, Phys. Rev. 156:207-22l
• 1973 – D. Allender, J. Bardeen, J. Bray, Model for an exciton mechanism of superconductivity, Phys. Rev. B 7:1020-1029

• Храмов Ю. А. Бардин, Джон // Физики: Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и дополн. — М.: Наука, 1983. — С. 23. — 400 с.
• Hoddeson, Lillian and Vicki Daitch True Genius: the Life and Science of John Bardeen. — National Academy Press, 2002. (ISBN 0-309-08408-3)
• Біографія Джона Бардіна (англ.)

• Біографія(англ.)
• Біографія з сайту нобелівського комітету(англ.)^{[недоступне посилання]}
• Біографія з сайту Nobel-Winners.com(англ.)
• Біографія з сайту історичного центру IEEE(англ.)^{[недоступне посилання]}
• Інтерв'ю Бардіна про його враження від Принстона(англ.)