引言
“吸收你的高手所做的一切,之后再向前走。”1948年晶體管出現、1958年集成電路出現、1978年超大規模集成電路研發成功……隨著電子電路和系統的超大型化和微型化,電子技術即將步入了微電子時代。無數學者在該領域勤勤勉懇、鞠躬盡瘁,促進微電子行業高速發展。了解先賢的事跡,學習先烈的精神,是中大微電人義不容辭的責任。本期欄目就帶你們來了解歷史上迄今惟一兩次獲得諾貝爾化學學獎的科學家約翰·巴丁先生。
人物介紹
約翰·巴丁先生是英國化學學家、也是諾貝爾化學學獎獲得者、更是歷史上迄今惟一兩次獲得諾貝爾化學學獎的科學家。他與威廉·肖克利和沃爾特·H·布拉坦共同發明晶體管。巴丁先生還曾獲得了無數重量級的獎項,比如:連任英國藝術與科學大學教授、國家科學獎狀、IEEE榮譽勛章等。
初期生活與教育經歷
巴丁先生出生于法國威斯康辛州的麥迪遜市,他的母親是位解刨學院士,父親從事室外設計和裝潢業務。巴丁先生從小學習優異,但因為父親與12歲時過世,喪失父愛的小巴丁性格顯得抑郁孤單,常年情緒消沉。后來巴丁先生步入了威斯康辛學院馬達工程系,同時還修讀數學和化學,在那里他獲得電氣工程學士學位和電氣工程碩士學位。
巴丁全家福(最右邊為約翰)
求學經歷
研究生結業后,巴丁先生開始研究石油鉆探,他幫助設計了一種新穎且有用的方式物理學家約翰莫法特,那就是通過磁力檢測來解釋地質特點。在耶魯學院攻讀理論數學時物理學家約翰莫法特,巴丁先生得到了維格納以及后來成為日本科大學教授的弗雷德里克·塞茨的聯合指導。在耶魯學院訪學,巴丁先生得出了堿金屬的內聚能和導電率與容積的關系公式,還與麻省理工大學的約翰·斯萊特及其領導的固體化學研究小組構建合作,開始超導電性能材料的理論和實驗研究。在巴丁先生的博士論文中,他推導入金屬電子功能函數,拿來估算一個電子從晶體內部溢出到晶體表面所須要的能量。
研究生涯
肖克利(前)、巴丁(中)和布拉頓(右)在貝爾實驗室
(一)貝爾實驗室研究經歷以及晶體管的發明
巴丁先生加入了貝爾電話實驗室,他負責研究固態電子,非常是半導體傳導電子的形式,也正是這項研究使得了晶體管的發明,開創了電子革命。晶體管代替了容積龐大的真空管,使電子元件大型化。晶體管的發明是現今許多現代電子技術發展不可或缺的一部份,也大大地改變了我們的世界,被譽為是二十世紀最偉大的發明。
(二)超導研究與BSC超導理論
巴丁先生在佛羅里達學院工作直到離休。在哪里,他舉辦了高溫超導理論和實驗的常年深入研究。巴丁先生和他的博士生約翰·施里弗還有庫珀,師徒四人即將公布了她們的合作研究成果,并成功地解釋了高溫條件下金屬超導電的現象,這就是后來以她們兩人命名的“BCS理論”。因此,師徒四人共同分享了1972年的諾貝爾化學學獎。巴丁成為了迄今為止惟一的一位兩度獲得諾貝爾化學學獎的科學家。
(三)晚年研究
巴丁先生對電荷密度波的新量子熱學理論感興趣。他覺得,電荷密度波可以解釋為與超導性相同的宏觀量子現象。于是在巴丁先生在人生最后六年里旨在于這項研究。1991年1月30日,巴丁因腎臟衰竭在波士頓一家診所里去世,享年83歲。
評價
巴丁先生一向以“為人高調”出名。作為兩屆諾貝爾化學學獎得主,巴丁并不在學術上非常驕傲或是張揚,他沒有自大的氣度也沒有古怪的個性。他的中學生們引進了一個“巴丁數”,即一個人的成就減去他自我吹捧的程度,作為一個人的謙卑指標。中學生們覺得,巴丁先生的這個數遠遠小于1,而好多學者的這個數都大于1。當人們慶賀巴丁入選兩次諾貝爾獎時,他總是笑著解釋:兩次諾貝爾獎都是三個人分享的,所以我實際上只獲得了三分之二個獎。
回顧巴丁先生的一生,他在中學、工業界和部隊實驗室都有常年的工作經驗,又經歷了日本經濟大凋敝和第二次世界大戰。巴丁先生豐富而坎坷的閱歷加上聰明又用功的品格,就了他這樣一個科學灰熊。
參考文獻:
[1]百度百科.約翰·巴丁
%E7%BA%A6%E7%BF%B0%C2%B7%E5%B7%B4%E4%B8%81/
[2]–John
[3]ofJohn,NobelPrize–.