1956年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明(可编辑修改word版)
?第一支晶体管——肖克利、巴丁、布拉顿
第一支晶体管——肖克利、巴丁、布拉顿
回溯这支晶体管的诞生历程，就会发现这个美丽“公主”是靠很多肩负着使命的科学“骑士”披荆斩棘，使“公主”获得新生。
早在19世纪中叶，半导体就开始走进科学家的视野。
史密斯、布劳恩、亚当斯、戴依、霍尔、肖特基等是晶体管发明赛场上的角逐者，肖克莱和他的小组最终称为优胜者而摘取发明锦标。
早在19世纪中叶，半导体已经走进科学家的视野。
1945年，著名的贝尔实验室决定成立固体物理研究组，这个小组由多种学科的专家组成，其中以理论物理学家肖克利和巴丁（John Bardeen，1908-1991）、实验专家布拉顿（Walter Houser Brattain，1902- 1987）为核心。
肖克利精于固体物理理论，巴丁研究半导体的体内和表面现象，布拉顿对固体表面性质有过专门研究。
除此之外，他们中还有物理化学专家、电子线路专家等。
肖克利根据肖特基的整流理论，提出“场效应”的观点。
之后他们引入表面态，完善肖克利的场效应理论。
根据肖克利提出的关于用场效应原理做放大器的设想，巴丁提出的新方案第一次实现了功率放大。
在此之后，整个试制晶体管的过程中，巴丁运用基本理论解决了很多实际问题。
而布拉顿是善于进行各种巧妙实验的高手，两人紧密配合，攻克一个个技术难关，终于成功研制出第一支能用于音频的固体放大器，他们将之命名为“晶体管”。
1956年，肖克利、巴丁、布拉顿三人共同分享了诺贝尔物理学奖。
高中历史之历史百科他的发明被誉为20世纪之最,他却被后人称为“废物”素材
他的发明被誉为20世纪之最，他却被后人称为“废物”“他把硅带给了硅谷。
”这句颇有“上帝给世界带来了光”意味的赞誉之辞出自一次追思会，追思的主角就是人称“晶体管之父”“硅谷第一公民”，并获得诺贝尔物理学奖的伟大科学家威廉?肖克利。
但与此同时，他又被无情地称作“硅谷第一弃儿”，一位硅谷经理人员曾说他“既是一位天才，又是一位十足的废物”。
这些看似矛盾的称谓背后是肖克利被淹没在历史浪潮中大起大落的一生，关于他的种种过往传说被拍打进深海里，为其光怪陆离的人生增添了许多传奇色彩。
成功的科学家1936年，肖克利在麻省理工获得固体物理学博士学位后留校任教。
不久，贝尔实验室副主任凯利前来“挖墙脚”，自此，肖克利进入著名的贝尔实验室。
二战结束后，贝尔实验室开始研制新一代的电子管，具体工作由肖克利负责。
1947年圣诞节前两天的一个中午，肖克利的两位同事沃尔特·布兰坦和约翰·巴丁用几条金箔片、一片半导体材料和一个弯纸架制成一个小模型，可以传导、放大和开关电流。
他们把这一发明称为“点接晶体管放大器”。
这就是后来引发一场电子革命的“晶体管”。
1948年，美国专利局批准了贝尔实验室关于晶体管的发明专利。
1949年，肖克利提出一种性能更好的结型晶体管的设想，通过控制中间一层很薄的基极上的电流，实现放大作用。
1950年，结型晶体管研制成功。
1956年，肖克利和他的两位同事荣获诺贝尔物理学奖。
而晶体管这种用以代替真空管的电子信号放大元件，也被媒体和科学界称为“20世纪最重要的发明”。
此后，天才肖克利在他的一生中共获得90多项专利，这个数字堪称惊人。
贪心的梦想家就在肖克利获得诺贝尔奖的这一年，他已经成立了肖克利实验室股份有限公司。
在此之前，肖克利已经不满足于眼下的发明，同时厌倦了贝尔实验室用他的发明来赚钱，想要成为百万富翁的决心与天生的组织能力促使肖克利离开贝尔实验室，去追寻他的财富梦想。
1955年，肖克利回到老家圣克拉拉谷(硅谷)，他的到来标志着“硅谷”迎来了电子产业的新时代。
晶体管的诞生
晶体管的诞生1936年，在号称"工程师的摇篮"的美国麻省理工学院，一位不速客悄悄推开了博士生肖克利的房门。
来者自报家门，说明他来自贝尔实验室，名叫凯利。
肖克利吃了一惊，他久闻这位著名物理学家的大名。
"小伙子，愿意来贝尔实验室工作吗？"凯利快人快语，毫不掩饰自己来麻省"挖人"的意图。
凯利的话使肖克利怦然心动。
贝尔实验室在电子学方面开展着世界上规模最大的基础研究，发明专利的注册已达近万项之多。
毕业后，肖克利毫不迟疑地打点行装，来到了新泽西。
贝尔实验室里早就有位青年人---布拉顿。
布拉顿先后取得过理学硕士和哲学博士学位，从1929年起就加盟贝尔实验室。
肖克利专攻理论物理，布拉顿则擅长实验物理，知识结构相得益彰，大有相见恨晚的感觉。
工作之余，他们也常聚在一起"侃大山"。
凡是涉及到当时电子学中的热门话题无话不谈。
直到有一天，肖克利讲到一种"矿石"时，思想碰撞的火花终于引燃了"链式反应"。
肖克利说："有一类晶体矿石被人们称为半导体，比如锗和硅等等，它们的导电性并不太好，但有一些很奇妙的特性，说不定哪天它们会影响到未来电子学的发展方向。
"布拉顿心领神会，连连点头。
如果不是第二次世界大战爆发，肖克利和布拉顿或许更早就"挖掘"到了"珍宝"，然而，战争毕竟来临了，肖克利和布拉顿先后被派往美国海军部从事军事方面的研究，刚刚开始的半导体课题遗憾地被战火中断。
1945年，战火硝烟刚刚消散，肖克利一路风尘赶回贝尔，并带来了另一位青年科学家巴丁。
巴丁是普林斯顿大学的数学物理博士，擅长固体物理学。
巴丁的到来，对肖、布的后续研究如虎添翼，他渊博的学识和固体物理学专长，恰好弥补了肖克利和布拉顿知识结构的不足。
贝尔实验室迅速批准固体物理学研究项目上马，凯利作为决策者在课题任务书上签署了大名。
(完整word版)1956年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明
1956年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明1956年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州景山（MountainView）贝克曼仪器公司半导体实验室的肖克利（William Shockley，1910—1989）、美国伊利诺斯州乌尔班那伊利诺斯大学的巴丁（JohnBardeen，1908—1991）和美国纽约州缪勒海尔（Murray Hill）贝尔电话实验室的布拉坦（Walter Brattain，1902—1987），以表彰他们对半导体的研究和晶体管效应的发现。
晶体管的发明是20世纪中叶科学技术领域有划时代意义的一件大事。
由于晶体管比电子管有体积小、耗电省、寿命长、易固化等优点，它的诞生使电子学发生了根本性的变革，它拨快了自动化和信息化的步伐，从而对人类社会的经济和文化产生了不可估量的影响。
应该指出，晶体管效应的发现是科学家长期探索的结晶，更是基础研究引向应用开发的必然成果。
半导体的研究可以追溯到19世纪，例如，1833年法拉第曾经观察过某些化合物（例如硫化银）电阻具有负温度系数。
这是半导体效应的先声。
1874年，布劳恩（F.Braun）注意到金属和硫化物接触时有整流特性，而1876年亚当斯（W.G.Adams）等人发现光生电动势。
1883年，弗利兹（C.E.Fritts）制成第一个实用的硒整流器。
无线电报出现后，矿石作为检波器被广泛应用，主要成分是硫化铜，后来用上了硅和锗。
氧化铜整流器和硒光电池的商品化，要求科学家深入研究有关现象的实质和原理。
1926年，索末菲用费米-狄拉克统计解释了金属中电子的行为。
他的学生布洛赫（F.Bloch）研究晶体点阵对电子运动的影响，提出在周期性势场中电子占据的能级可能形成能带。
1931年A.H.威耳逊（A.H.Wilson）进一步对固体提出量子力学模型，用能带理论解释导体、绝缘体和半导体的行为特征，其中包括半导体电阻的负温度系数和光电导现象。
后来，他又提出杂质能级概念，对掺杂半导体的导电机理作出了说明。
世纪回眸：纪念晶体管的发明和由此引出的启发
世纪回眸：纪念晶体管的发明和由此引出的启发童诗白（清华大学自动化系北京100084）摘要本文是为纪念20世纪在电子技术方面最伟大的发明――晶体管而作。
文中回答了晶体管是在什么时候发明的，是由哪些人发明的，它的原始结构是什么样子等问题，描述了那激动人心的时刻，回顾了那漫长而曲折的发明过程，追忆了发明后的形势发展，最后列举了由此引出的几点启发。
关键词: 晶体管发明史，晶体管，发明史一、引言当人类社会进入21世纪的时刻，回顾过去一个世纪的重大发明，晶体管应该是其中突出的一个。
因为它推动了信息革命，带动了产业革命，开辟了亿万个就业岗位，改变了人类社会工作方式和生活方式，其影响面之广泛，恐非其它发明所能及。
然而当有人问起晶体管是什么时候被发明的？是由哪些人发明的？是如何发明的？能正确回答这些问题的人恐怕不是很多。
借此机会，作者不揣浅陋，将过去的有关资料整理出来向各位老师汇报，并陈述几点由此得到的启发。
二、激动人心的时刻1947年12月23日，那是圣诞夜的前一天，威廉肖克利（William Schockley以后简称肖）把车开到离纽约市20英里的贝尔实验室（以后简称贝）。
那时天空阴暗，才早上7点，他匆忙走过空空荡荡的走廊，到达二楼办公室。
在那里，他心情激动地等待着他的同事们。
因为当天下午他们要向贝的领导演示他们的新发明－－不用电子管的放大器。
大约一小时后，约翰巴丁（John Bardeen 以后简称巴）和瓦尔特布莱顿（Walter Brattain 以后简称布）陆续来到实验室。
巴进行了一些简单的计算，布和他的助手再一次检查对那个神秘装置的接线。
布望着窗外连绵的细雨，心里嘀咕那是吉祥还是灾难的预兆。
午餐后，贝的各方面领导来到实验室，其中有固体小组组长肖，肖的上司、声学家Fletcher，贝的研究室主任Bown，此外还有提供锗样品的Gibney，和巴布同一个实验室的Pearson，负责接线测试的Moore。
展示在他们面前的，除了常规的仪器设备如示波器、信号发生器、变压器、话筒、耳机、电表、转换开关之外，就是被它们围绕着的那个神秘的装置。
晶体管发明
• 三极管：德福雷斯特，1873年生，1899年 获哲学博士学位。 • 1907年发明三极管。“发现了ห้องสมุดไป่ตู้个看不见 的空中帝国” • 39万美元廉价出售给美国电话电报公司 • 三极管保持了整整一代的发明地位，直到 肖克利晶体管的问世。
• 1947年，约翰· 巴丁、沃尔特· 布喇顿和威 廉· 肖克利发明晶体管。 • 巴丁、布喇顿主要发明半导体三极管；肖 克利则是发明PN二极管。 • “三条腿的魔术师”。 • 1956年 诺贝尔物理奖。
半导体小故事
• 电子管（真空管）是电子设备的心脏，电子管 的发展是电子工业发展的起点。 • 1880年，爱迪生在一次灯泡实验中，偶然地、 好奇地在灯泡中多放了一个电极，且洒了点箔 片，结果发现了奇特的现象：第三极通正电时， 箔片毫无反应；但通负电时，箔片随即翻腾漂 浮（ 爱迪生效应 ）。 • 1884年，弗莱明出访美国时拜会爱迪生。 • 弗莱明认为：灯丝、板极之间的空间是电的单 行路，1904年，英国弗莱明发明二极管。 • 1901年，欧文· 理查森提出定律：电子的激发 态引起箔片漂浮，1928年诺贝尔物理奖。
• 贝尔实验室没有立即发表肖克利小组的研究成果。他们需 要时间弄清晶体管的效应，编写论文和申请专利。 • 此后一段时间里，肖克利等人在极度紧张的状态中忙碌地 工作着。 • 1948年初，在美国物理学会的一次会议上，柏杜大学的布 雷和本泽报告了他们在锗的点接触方面进行的实验及发现。 当时贝尔实验室发明晶体管的秘密尚未公开，布拉顿此刻 就坐在听众席上。布拉顿清楚地意识到布雷等人的实验距 离晶体管的发明就差一小步了。 • 会后，布雷与布拉顿聊天谈到他们的实验时，布拉顿立刻 紧张起来，他不敢多开口，只让对方讲话，生怕泄密给对 方，支吾几句就匆匆忙忙地走开了。 • 后来，布雷曾极度惋惜地说过：如果把我的电极靠近本泽 的电极，我们就会得到晶体管的作用，这是十分明白的。
晶体管的故事
晶体管的故事---肖克莱的苦恼晶体管，一种能够对电流或电压放大和控制的器件，是上个世纪所发明的一种最重要的器件，是引领整个信息时代最重要的一种器件，被称作信息时代的‘神经细胞’，不夸张地说，它是现代文明的基石，这里记录的是有关它的一段历史。
学过半导体物理的人都知道肖克莱（W.B.Shockley）这个人，他是结型晶体管(Junction Transistor)的发明人，这种结型晶体管是固态器件中最重要的电子器件，理论上是由W.B.Shockley在1948年一月23日发明的，这项发明连同John. Bardeen和Walter.Brattain的点接触型晶体管的发明，不仅获得了1956年（12月10日）的物理诺贝尔奖，同时由此还带来了一场信息革命的开端。
这是继钢铁时代之后，在半导体材料上发生的又一次划时代的革命，这是一个全新信息时代最重要的基石，而基于此的数字时代已然是今天人类活动的主流。
今天，几乎在每一个电子产品里面，都有着他们的痕迹和功绩。
这项发明是三个人在贝尔电报实验室Bell Telephone Laboratories(BTL)完成的。
不过，这段发明史很有戏剧性。
首先是John. Bardeen和Walter.Brattain在1947年12月16日发明了点接触型晶体管(Point contact transistor)，被称之为‘圣诞礼物’。
点接触晶体管即用一根金属细丝与N型锗(Ge)接触，然后通过较大的瞬时电流，将金属触丝和锗融合在一起，形成pn结。
而W.B.Shockley的结型晶体管是在其38天之后发明的！事实上，Bardeen 和Brattain一直是Shockley研究小组的成员，他们的发明，不仅给整个研究小组带来了喜悦，同时也给贝尔实验室带来了喜悦。
身为组长的Shockley自然很高兴，但是随后，Shockley却陷入了深深的苦恼之中。
Shockley深深地感觉到自己，虽然是项目的负责人，虽然在研究过程中一直不离左右，但是在这项工作中他却没有做出真正的、实际的贡献。
诺贝尔物理学奖六十年
2011年诺贝尔物理学奖获奖者为美国加州大学伯克利分校教授索尔·佩尔马特，澳大利亚国立大学教授布莱恩·施密特，以及美国约翰斯·霍普金斯大学教授亚当·里斯。
他们的贡献是，通过对超新星的观测证明宇宙在加速膨胀、变冷。
2010年诺贝尔物理学奖获奖者为英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。
他们在2004年制成石墨烯材料。
石墨烯是目前已知材料中最薄的一种，被普遍认为会最终替代硅，从而引发电子工业的再次革命。
2009年诺贝尔物理学奖获奖者为英国华裔科学家高锟以及美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。
高锟获奖是由于在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”作出了突破性成就，而两位美国科学家的主要成就是发明半导体成像器件——电荷耦合器件（CCD）图像传感器。
2008年诺贝尔物理学奖获奖者为美国籍科学家南部阳一郎和日本科学家小林诚、益川敏英。
南部阳一郎的贡献是发现了亚原子物理学中的自发对称性破缺机制，而小林诚和益川敏英的贡献是发现了有关对称性破缺的起源。
2007年，法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔因发现“巨磁电阻”效应而获诺贝尔物理学奖。
2006年，美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特因发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性而获奖。
2005年，美国科学家罗伊·格劳伯、约翰·霍尔和德国科学家特奥多尔·亨施因为“对光学相干的量子理论的贡献”和对基于激光的精密光谱学发展作出了贡献而获奖。
2004年，诺贝尔物理学奖归属美国科学家戴维·格罗斯、戴维·波利策和弗兰克·维尔切克。
他们发现了粒子物理强相互作用理论中的渐近自由现象。
2003年诺贝尔物理学奖——超导和超流体理论研究领域的卓越贡献2003年度诺贝尔物理奖授予拥有俄罗斯和美国双重国籍的科学家阿列克谢·阿布里科索夫、俄罗斯科学家维塔利·金茨堡以及拥有英国和美国双重国籍的科学家安东尼·莱格特,以表彰他们由于在超导和超流体理论研究领域所作出的开创性贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1956 年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明1956 年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州景山（MountainView）贝克曼仪器公司半导体实验室的肖克利（William Shockley，1910—1989）、美国伊利诺斯州乌尔班那伊利诺斯大学的巴丁（JohnBardeen，1908—1991）和美国纽约州缪勒海尔（Murray Hill）贝尔电话实验室的布拉坦（Walter Brattain，1902—1987），以表彰他们对半导体的研究和晶体管效应的发现。
晶体管的发明是20 世纪中叶科学技术领域有划时代意义的一件大事。
由于晶体管比电子管有体积小、耗电省、寿命长、易固化等优点，它的诞生使电子学发生了根本性的变革，它拨快了自动化和信息化的步伐，从而对人类社会的经济和文化产生了不可估量的影响。
应该指出，晶体管效应的发现是科学家长期探索的结晶，更是基础研究引向应用开发的必然成果。
半导体的研究可以追溯到19 世纪，例如，1833 年法拉第曾经观察过某些化合物（例如硫化银）电阻具有负温度系数。
这是半导体效应的先声。
1874 年，布劳恩（F.Braun）注意到金属和硫化物接触时有整流特性，而1876 年亚当斯（W.G.Adams）等人发现光生电动势。
1883 年，弗利兹（C.E.Fritts）制成第一个实用的硒整流器。
无线电报出现后，矿石作为检波器被广泛应用，主要成分是硫化铜，后来用上了硅和锗。
氧化铜整流器和硒光电池的商品化，要求科学家深入研究有关现象的实质和原理。
1926 年，索末菲用费米-狄拉克统计解释了金属中电子的行为。
他的学生布洛赫（F.Bloch）研究晶体点阵对电子运动的影响，提出在周期性势场中电子占据的能级可能形成能带。
1931 年A.H.威耳逊（A.H.Wilson）进一步对固体提出量子力学模型，用能带理论解释导体、绝缘体和半导体的行为特征，其中包括半导体电阻的负温度系数和光电导现象。
后来，他又提出杂质能级概念，对掺杂半导体的导电机理作出了说明。
能带理论的提出是固体物理学的一大飞跃，但它还不能解释半导体的整流特性和光生电动势等表面现象。
1939 年莫特（N.F.Mott）和肖特基（W.Schottky）各自独立地提出可以解释阻挡层整流的扩散理论。
后来，赛兹（F.Seitz）和巴丁继续用能带理论研究电子和点阵的相互作用，逐渐形成半导体物理学。
与此同时，由于低温技术和真空技术的发展，半导体各种性质的实验研究得到加强。
区域熔炼，掺杂控制等工艺的出现使得半导体器件的制备成为可能。
然而，如果没有贝尔实验室有远见的集体攻关，晶体管发明的历史也许会是另一个样子，信息时代的到来也许要推迟若干年。
贝尔实验室创建于1925 年，它隶属于美国电话电报公司（AT＆T）及其子公司西方电器公司，后来几经并转，发展成为“全美最大的制造发明工厂”。
1987 年职工人数21000 人，其中专家3400 人，研究经费20 亿美元，是世界最大的由企业经办的科学实验室之一，历年来发明了有声电影（1926 年）、电动计算机（1937 年）、晶体管（1947 年）、激光器（1960 年），发现电子衍射（1927 年）和宇宙微波背景辐射（1965 年）等等，先后有多位科学家获诺贝尔物理学奖。
贝尔实验室视基础研究为战略需要，而基础研究面向实际应用，和开展新技术紧密结合，使支持它的企业以技术领先在世界上立于不败之地。
正是这一方针，导致晶体管不是在别的地方，而是在这个一贯重视半导体研究的贝尔实验室问世。
1945 年夏，一项以半导体材料为主要内容的固体物理学研究任务在贝尔实验室确定了下来。
1946 年1 月，正式成立固体物理研究组，其宗旨就是要对固体物理学进行深入探讨，从而指导半导体器件的研制。
正如巴丁在诺贝尔奖演说词中说的：“这项研究计划的总目标是想在原子理论的基础上（而不是凭经验），对半导体现象获得尽可能完整的理解。
”1946 年在贝尔实验室成立了固体物理研究组，最初的成员共有七位专家。
组长肖克利是半导体物理学理论家，他1910 年2 月13 日出生于英国伦敦，1932 年在加州理工学院毕业，后转麻省理工学院，1936 年得博士学位，同年进入贝尔实验室。
副组长是摩根（S.Morgan）。
另外还有半导体专家皮耳逊（G.L.Pearson），实验物理学家布拉坦。
布拉坦1902 年2 月10 日出生于中国厦门，1920 年进威尔曼学院，1929 年获明尼苏达大学物理学博士学位，同年进入贝尔电话实验室，从1931 年起就致力于半导体研究，主要是研制氧化铜整流器。
他希望能用固体器件代替真空管，曾多次作过尝试。
1942 年至1944 年在哥伦比亚大学作战研究组工作，这时回到了贝尔实验室。
巴丁也是这个小组的成员，他是一位出色的固体物理学家，1908 年5 月23 日出生于美国威斯康星州，1928 年以电气工程师学位毕业于威斯康星大学，1929 年获硕士学位，后转学物理，1933 年在普林斯顿大学重读数学物理，1936 年以固体理论方面的论文获博士学位，1945 年到贝尔实验室工作。
巴丁对固体导电理论有很深的造诣，是在同一领域里两度获得诺贝尔物理学奖的唯一的科学家。
他和库珀（L.N.Cooper）及施里弗（J.R.Schrieffer）合作1957 年提出被称为BCS 理论的超导电性理论，在1972 年又一次获得了诺贝尔物理学奖。
此外，物理化学家吉布尼（R.B.Gibney），电子线路专家摩尔（H.R.Moore）也是小组成员。
这个小组还跟冶金学家，电子技术专家，材料科学专家保持密切联系。
就在这个时候，贝尔实验室的奥尔（R.S.Ohl）等人已经掌握了有效的提纯工艺，能够用掺杂的方法控制半导体的导电类型，为制备高质量的半导体材料准备了条件。
这个固体物理研究组真可谓群英汇聚，集各方面人材于一堂。
他们通力协作，互补长短，学术上开展民主。
有新想法、新问题，就及时讨论。
他们目标明确，集体攻关，因此，很快就取得了出人意料的成果。
首先，理论家肖克利根据莫特-肖特基的整流理论和当时的实践经验，提出了一个预言。
他认为，假如半导体片的厚度与表面空间电荷层相近，即有可能用垂直于表面的电场来调节表面层的电阻率，从而使平行于表面的电流受到控制。
这样，就有可能产生放大效应。
这个大胆的设想实际上就是后来“场效应管”的先导，然而无论在理论上和实验上“场效应管”当时都还未成熟。
莫特-肖特基的整流理论在解释掺杂半导体的性质时遇到难以解释的矛盾。
30 年代后期，上面提到的奥尔在研究半导体材料时，把掺五价元素杂质的硅叫n 型硅（因电子过剩，载流子呈负性），掺三价元素杂质的硅叫p 型硅（因电子欠缺，载流子呈正性）。
若根据莫特-肖特基的整流理论，则n 型硅和p 型硅相接触时，将会产生可观的接触电位差，但是实际上却没有观测到这样的接触电位差，更无法由此做成整流器。
经过认真研究，巴丁提出了表面态理论。
他认为，半导体的表面上有可能吸附一些正离子或负离子，从而使半导体表面形成表面能级，就像半导体内的杂质会使半导体内部形成杂质能级一样。
巴丁的表面态理论使人们对表面和界面的认识提高了一大步，指引了前进的方向。
肖克利和巴丁测量了一系列杂质浓度不同的p 型和n 型硅的表面接触电位。
他们发现，经过不同表面处理或在不同的气氛中，接触电位也不相同。
接着，布拉坦在实验中注意到，光照射到硅的表面会引起接触电位的变化。
这就产生了光生电动势。
为了研究光生电动势的变化，小组成员做了大量实验，其中包括测量锗和硅的接触电位与温度的关系。
为了避免水汽凝结在半导体表面，他们把样品和参考电极浸在液体中，所用的液体实际上是电解质，例如普通的水，电解质可以起导电作用。
他们发现，液滴浸润会使光生电动势大大增加。
而且，如果改变样品与电极之间电压的大小和极性时，光生电动势也随之改变。
经过讨论，他们很快就明白了，这正是肖克利指出的场效应。
电解液改变了半导体表面的电荷分布和电位分布，从而影响到半导体表面的导电性。
这一发现促使固体物理小组增强了利用场效应达到放大作用的信心。
又是富有创见的巴丁第一个提出新的方案。
他根据场效应原理设计了半导体放大器件的几何装置图，与布拉坦商议后，立即到实验室做实验。
他们用一层薄石蜡封住金属针尖，再把针尖插入p 型硅片经过处理已经变成n 型的表面内（图56－1）。
在针尖周围放一滴水作电解液，使水接触到硅表面。
针与水互相绝缘。
果然，实验结果与预计相符：加在水和硅片之间的电压会改变从硅片流向针尖的电流。
就在这天，他们获得了半导体器件的功率放大效应。
他们改用n 型锗来做实验，放大效果更好。
眼看半导体放大器件成功了，然而，事情并没有那么简单，这种装置并没有实用价值。
首先一个问题是，水易于蒸发，难以维持稳定的表面态，即使改用不易挥发的硼酸二醇，也还存在响应频率过低的问题。
这个装置只能在8Hz 以下的频率工作。
电解液的动作太缓慢了，必须想办法改进。
在进一步的实验中，他们注意到电解液下面的锗表面有一层氧化膜，氧化膜是绝缘的，于是就直接在氧化膜上蒸镀一个金点作为电极，氧化膜在金点与锗片之间起绝缘作用。
在金点中央留一小孔以便让针尖与锗片接触。
然而当他们在两极之间加上电压时，意外的事出现了。
针尖与金点之间发生了放电现象，继而锗片流向针尖的电流大增。
原来，氧化膜不甚牢靠，绝缘层很容易就被破坏了。
显然这一方案是行不通的。
但是，他们一点也没有泄气。
他们决定在锗表面上做两个充分靠近的点接触，他们想方设法把两根极细的金丝以最近的距离接触锗片，金丝的直径约5 密耳（1 密耳=10-3 英寸=25.4μm），两根丝的间距要小于2 密耳，这在工艺上简直是无法实现的难题。
然而，实验技术非常高明的布拉坦竟想出了一条妙计。
他让助手剪了一块三角形的塑料片，在其狭窄而平坦的侧面上牢固地粘上金箔，金箔两端连接引线，以便接通电源进行检查。
然后小心地用薄刀片从三角形塑料片的顶端把金箔割开。
由于顶端非常尖细，可以做到两侧的间距非常之小。
再用弹簧加压的方法把塑料片连同金箔一起压在经过处理的锗片上（图56－2）。
布拉坦在笔记上这样写道：“我发现，假如我轻轻地摇动它，使它处于最佳的接触位置，就可以得到半导体与金箔两端的两个点接触。
一个当成发射极，另一个当成集电极。
这样，我就得到了一个放大倍数达100 量级的放大器。
而且音频还是清晰的。
”接着，他们又做了振荡实验，证明半导体器件也可以用作振荡器。
第一个晶体管是点接触型的，使用起来还不够方便。
肖克利于1948 年1 月又构思了一种新型的晶体管。
其结构有点像三明治，n 型半导体夹在两层p 型半导体之间，这就是结型晶体管。
他写了一篇关于这一设计的论文，可是《物理评论》杂志拒绝发表，认为论文中所用的量子力学不够精确。