Walter Houser Brattain was een Amerikaanse natuurkundige die in 1956 samen met collega-wetenschappers John Bardeen en William Shockley de ‘Nobelprijs voor de natuurkunde’ ontving voor hun historische uitvinding van de transistor. Terwijl Brattain en Bardeen werden erkend voor hun uitvinding van de puntcontacttransistor, werd Shockley gecrediteerd voor het uitvinden van junctietransistor. Brattain wijdde het grootste deel van zijn onderzoekscarrière aan het onderzoeken van oppervlaktetoestanden, met name de atomaire samenstelling van het oppervlak van een materiaal dat over het algemeen verschilt van de atomaire samenstelling van het interieur. Samen met Bardeen werkte hij aan een project bij de 'Bell Laboratories' om halfgeleiders beter te begrijpen, zodat deze op de juiste manier kunnen worden toegepast bij het versterken van signalen. Onderzoeken van het duo leidden tot de baanbrekende ontdekking van de eerste transistor in 1947. Ze deelden de eer met William Shockley, hun supervisor die bijna meteen de junctietransistor uitvond. In een mum van tijd werd de transistor een vervanging voor omvangrijke en dure vacuümbuizen, wat leidde tot een wijdverbreide toepassing in elektronische apparaten. Deze baanbrekende uitvinding maakte de weg vrij voor een virtuele revolutie door middel van andere ontwikkelingen op het gebied van elektronica zoals faxmachines, computers, satellieten en mobiele telefoons. Brattain was gastdocent aan ‘Harvard University’ en aan ‘Whitman College’ en na zijn pensionering bij ‘Bell Laboratories’ was hij adjunct-professor aan ‘Whitman College’. Hij ontving ook samen met Bardeen de ‘Stuart Ballantine Medal’ (1952) en de ‘John Scott Medal’ (1954).
Kindertijd en vroege leven
Walter H. Brattain werd op 10 februari 1902 geboren in Xiamen, Fujian, China als zoon van Ross R. Brattain en Ottilie Houser Brattain. Zijn vader was leraar aan het ‘Ting-Wen Institute’ in China, terwijl zijn moeder een getalenteerde wiskundige was. Zijn zus was Mari Brattain en broer was Robert Brattain, die natuurkundige werd.
In 1903, toen hij nog een peuter was, keerde hij met zijn moeder terug naar de VS, terwijl zijn vader later bij hen kwam.
Hij bracht een aantal jaren van zijn jeugd door in Spokane, Washington. In 1911 verhuisde hij met zijn gezin naar een veeboerderij in de buurt van Tonasket, Washington. Hij bezocht drie middelbare scholen in Washington - eerst de 'Queen Anne High School' in Seattle (1915-16), daarna de 'Tonasket High School' in Tonasket (1916-18) en daarna de 'Moran School' in Bainbridge Island (1920 ).
Hij ging naar 'Whitman College' in Walla Walla, Washington, waar zijn ouders waren afgestudeerd. In 1924 behaalde hij een BS-graad met een dubbele major in wiskunde en natuurkunde. Hij en zijn klasgenoten E. John Workman, Vladimir Rojansky en Walker Bleakney, die grote hoogten bereikten in hun respectievelijke carrières, werden beroemd als "de vier ruiters van de natuurkunde".
In 1926 behaalde hij een MA-diploma aan de 'University of Oregon' in Eugene.
In 1929 voltooide hij zijn Ph.D. van de ‘University of Minnesota’ die een proefschrift indient over ‘Efficiency of Excitation by Electron Impact and Anomalous Scattering in Mercury Vapor’, opgesteld onder toezicht van de bekende Amerikaanse natuurkundige John Torrence Tate, Sr.
Hij leerde het nieuwe veld van de kwantummechanica kennen onder de vooraanstaande Amerikaanse natuurkundige en wiskundige John Hasbrouck Van Vleck in Michigan.
Carrière
In 1927 trad hij toe tot ‘National Bureau of Standards’ in Washington, D.C., als radio-ingenieur en hielp hij bij het ontwikkelen van piëzo-elektrische frequentiestandaarden.
Hij kwam in augustus 1929 als onderzoeksfysicus bij onderzoeks- en wetenschappelijke ontwikkelingsbedrijf ‘Bell Telephone Laboratories’ (momenteel ‘Nokia Bell Labs’) en begon met Joseph A. Becker te werken aan de thermisch geïnduceerde stroom van ladingsdragers in koperoxide-gelijkrichters. Sommige van hun experimenten met thermische emissie hielden rekening met de experimentele bevestiging van de Sommerfeld-theorie, voornamelijk ontwikkeld door de Duitse theoretische natuurkundige Arnold Sommerfeld.
Brattain onderzocht rectificatie en foto-effecten op halfgeleideroppervlakken van silicium en koperoxide en bedacht foto-effect op het vrije oppervlak van een halfgeleider.
In die periode werden vacuümbuizen wijdverbreid toegepast in de telefoonindustrie, hoewel deze niet efficiënt en betrouwbaar waren. Daarom hebben de ‘Bell Laboratories’ inspanningen geleverd om een alternatieve technologie te ontwikkelen.
In het begin van de jaren dertig probeerden Brattain en William B. Shockley een veldeffecttransistor te ontwikkelen in de ‘Bell Laboratories’, door te werken aan het concept van een halfgeleiderversterker die koperoxide aanbracht, maar zonder succes bleef.
Tijdens de Tweede Wereldoorlog raakten Brattain en Shockley geassocieerd met de 'National Defense Research Committee' en deden afzonderlijk onderzoek naar magnetische detectie van onderzeeërs aan de 'Columbia University'. Het team van Brattain is erin geslaagd magnetometers te ontwikkelen die gevoelig genoeg waren om door onderzeeërs veroorzaakte onregelmatigheden in het magnetische veld van de aarde te ontdekken. Dit werk bracht hem ertoe om in 1944 een ontwerp voor een magnetometerkop te patenteren.
De ‘Bell Laboratories’ vormden in 1945 een team van onderzoekers om fundamenteel onderzoek te doen op het gebied van de vaste-stoffysica met betrekking tot communicatietechnologieën. De Amerikaanse natuurkundige en elektrotechnisch ingenieur John Bardeen kwam bij het team dat gezamenlijk werd geleid door Shockley en Stanley O. Morgan. Brattain kende Bardeen uit de jaren dertig als een goede vriend van zijn broer Robert.
Shockley gaf Brattain en Bardeen de taak om de oorzaak vast te stellen die zijn veldeffecttransistor, een cilinder met een dunne laag silicium en afgeschrikt bij een metalen plaat, ervan weerhield te functioneren. Het duo voerde verschillende experimenten uit in dit streven en later bedacht Bardeen dat de mogelijke reden voor een dergelijke niet-werking lokale verschillen zouden kunnen zijn in de oppervlaktetoestand die de ladingsdragers opsloot.
Brattain en Bardeen floreerden in het ontwikkelen van versterking, hoewel van een klein niveau, door een gouden metalen punt in het silicium op te nemen en het te omsluiten met gedestilleerd water. Door germanium te vervangen in plaats van silicium slaagden ze erin de versterking te versterken, zij het voor stromen met een lage frequentie.
Shockley, Brattain en Bardeen toonden op 23 december 1947 eindelijk hun eerste werkende transistor aan hun collega-wetenschappers in Bell.
Daarna werkte Brattain met een ander onderzoeksteam van het laboratorium, waaronder wetenschappers als P. J. Boddy en C. G. B. Garrett.
Later werkte hij samen met P.N.Sawyer en Boddy aan een aantal artikelen over elektrochemische methoden in levende materie. Hij onderzocht ook het oppervlak van levende cellen en hun absorptieprocedures door fosfolipide dubbellagen als model toe te passen, samen met David Frasco, hoogleraar scheikunde aan het 'Whitman College'.
In 1952 bleef hij gastdocent aan de Harvard University.
Hij werd eredoctoraat verleend door ‘Portland University’ (1952), ‘Union College’ (1955), ‘Whitman College’ (1955) en ‘University of Minnesota’ (1957).
Hij was gastdocent aan het 'Whitman College' in 1962 en 1963 en werd in 1963 gasthoogleraar.
In 1967 ging hij met pensioen bij ‘Bell Laboratories’, terwijl hij zijn onderwijswerk aan het ‘Whitman College’ voortzette, waar hij in 1972 adjunct-hoogleraar werd. In 1976 ging hij met pensioen, maar bleef hij als adviseur optreden.
Brattain was lid van vele gerenommeerde instituten en commissies, waaronder ‘National Academy of Sciences’, ‘American Academy of Arts and Sciences’, ‘Naval Research Advisory Committee’ en het ‘Franklin Institute’.
Awards en prestaties
In 1956 ontving hij samen met John Bardeen en William Shockley van koning Gustaf VI Adolf van Zweden de ‘Nobelprijs voor de natuurkunde’.
Persoonlijk leven en erfenis
Hij trouwde in 1935 met Keren Gilmore, een chemicus. Hun zoon, William G. Brattain werd geboren in 1943. William werd een puzzelontwerper.
Nadat Keren op 10 april 1957 aan kanker was overleden, trouwde Brattain in 1958 met Emma Jane (Kirsch) Miller, een moeder van drie kinderen.
Hij leed aan de ziekte van Alzheimer en stierf op 13 oktober 1987 in een verpleeghuis in Seattle, Washington. Hij werd begraven op de Pomeroy City Cemetery in Garfield County, Washington, Verenigde Staten. Op zijn grafsteen is een Y-vormige schakeling en schema's gesymboliseerd die transistor symboliseren.
Trivia
Het Walter Brattain Scholarship-programma werd ter ere van hem geïnitieerd door ‘Whitman College’.
Snelle feiten
Verjaardag 10 februari 1902
Nationaliteit Amerikaans
Beroemd: natuurkundigen Amerikaanse mannen
Overleden op 85-jarige leeftijd
Zonneteken: Waterman
Ook bekend als: Walter H. Brattain
Geboren in: Xiamen, Fujian, China
Beroemd als Natuurkundige
Familie: Echtgenote / Ex-: Emma Jane (Kirsch) Miller, Keren Gilmore vader: Ross R. Brattain moeder: Ottilie Houser Brattain broers en zussen: Mari Brattain, R. Robert Brattain kinderen: William G. Brattain Overleden op: 13 oktober 1987 plaats van overlijden: Seattle, Washington, VS Meer feiten opleiding: Whitman College, University of Oregon, University of Minnesota awards: Stuart Ballantine Medal (1952) Nobelprijs voor natuurkunde (1956)
