BRATTAIN, Walter Houser (1902 – 13 Ekim 1987)
ABD’li fizikçi. Transistörün keşfine yol açan çalışmalara olan katkıları dolayısıyla 1956 yılı Nobel Fizik Ödülü’nü paylaştı.
10 Şubat 1902’de Çin kıyılarındaki Amoy Adası’nda doğdu. Ailesi Amerika’ya yerleşen ilk Avrupalı ailelerdendi. Çocukluğu bir çiftlikte geçen Brattain, 1924’te Whitman College’da fizik ve matematik okuduktan sonra 1929 yılında Minnesota Üniversitesi’nden doktorasını aldı. Bir süre Ulusal Standartlar Bürosu’nun radyo bölümünde çalıştıktan sonra 1929’da Bell Telefon Şirketi laboratuvarlarma araştırıcı olarak girdi. II. Dünya Savaşı sırasında buradaki araştırmalarına ara verip, askerlik görevi olarak Columbia Üniversitesi’nde yapılan, denizaltıların manyetik yöntemlerle saptanması çalışmalarına katıldı. Savaştan sonra tekrar Bell laboratuvarlarma dönerek katı cisimlere kuvantum mekaniğinin uygulanmasıyla belirebilecek ilginç özelliklerin saptanması ve incelenmesiyle ilgili araştırmalarını sürdürdü. AlanWilson’un iletkenlik mekanizmasıyla ilgili görüşlerinin germanyum ve silisyuma uygulanmasıyla uğraşırken, 1947’de çalışma arkadaşları J.Bardeen ve W.Shockley ile birlikte “transistör”ü ve bunun yükseltici olarak kullanılabileceğini keşfettiler; bu keşif dolayısıyla da 1956 yılı Nobel Fizik Ödülü’nü paylaştılar. 1959’da ABD Ulusal Bilimler Akademisi’ne seçilen, 1962-1972 arasında Washington Eyaleti’ndeki Whitman College’da fizik profesörlüğü yapan Brattain’in katı hal fiziği alanında birçok patentleri ve yapıtları vardır.
Brattain’in Bell laboratuvarlarmda ilk ilgilendiği konu, katı cisim yüzeylerinin fiziksel özellikleriydi. Bu konudaki araştırmaları sırasında, tungsten yüzeyinin ısıl-iyonlaşmalı salım ve yüze soğurma özellikleri üzerinde çalışırken ilgisi, yüzeylerin elektronik davranışlarına ve özellikle “doğrultucu”, yani değişimli akımın bir yönde geçişini kesici etkilerine kaydı. O sıralarda elektronik devrelerde vakum tüplü diyotlar-la (diyot lamba) görülmekte olan bu işlev için kristal kullanımının sağlayacağı avantajlar bilinmekteydi. Brattain kristallere ilişkin, önceleri bakır ve bakır oksit üzerindeki çalışmalarını bir yarıiletken olan silisyumla sürdürdü. Öte yandan, II.Dünya Savaşı’n-dan sonra Bell laboratuvarlarmda S.O.Morgan ve W.S. Shockley’m yönetiminde yarıiletkenlerin elektronik özellikleri üzerinde yoğun bir araştırma programı başlatılmış, Wilson, Frenkel, Mott, Schottky ve Davidof’un geliştirdikleri kuvantal iletkenlik kuramlarının gösterdikleri doğrultuda çalışmalara geçilmişti. Bu amaçla savaş sırasında geliştirilmiş olan birçok yeni teknikten de (örneğin kristallerin saflaştırılması gibi) yararlanılıyordu. Ana amaçların başında, elektronik devrelerde akım ve gerilim yükseltilmesini sağlayan triyot gibi, vakum tüplerinin yerini tutacak yeni bir düzenek geliştirmek geliyordu. Bunun kristallerle mümkün olabileceği 1 Hz’den daha düşük frekanslı akımlar için tuz (NaCl) gibi kristallerde gösterilmişti. Bu düzeneğin çalışma ilkesi aslında bugün en yaygın kullanımı olan “sandviç” yapılı transistörlerdeki gibidir; diyot gibi çalışan bir kristalin içinde bir “uzay yük bölgesi” (iyonların yığıldığı dar bir bölge) yaratılıp uygulanan değişken akımın (ya da gerilimin) ayarlanmasıyla, kristalden geçen akımın düzenlenmesi sağlanır. Ancak başlangıçtaki teknik olanaklar bu yöntemi gerekli frekanslar için uygulamaya elverişli değildi. Dolayısıyla iki değişik yöntem daha denendi. “Alan etkisi” denilen birincisinde, bir yüzü katoda yapışık ince bir yarıiletken kristalin diğer yüzüne uygulanan gerilimin değiştirilmesiyle “transistor etkisi” araştırıldı. Bu şekilde, uygulanan gerilimin kristal içinde zorlayarak yarattığı hareketli yüklerin sayısı da değişecek, bu da kristalin iletkenliğini ciddi ölçüde etkileyerek beklenen sonucu verecekti. Shockley’in hesaplarına göre elverişli olması beklenen bu yöntem de iyi sonuç vermedi (ancak bugün bu tür “alan etkili” transistörler geliştirilmiş bir biçimde kullanılmaktadır). Başarısızlığın, yaratılan yüklerin kristal yüzeyinde toplanarak akımın geçmesini engellemesinden doğduğu anlaşılınca bunu giderecek bir değişiklik denendi. Bu ikinci yöntemde, üst yüzeye sivri uçlu, “değme” elektrodları uygulanarak bunlar arasında transistor etkisi yaratılmaya çalışıldı. Yüzeylerin elektronik özellikleri üzerinde deneyimli olan Brattain, önce değme noktalarını, ışıkla uyararak, daha sonra da noktaların çevrelerine Bardeen’in önerisiyle elektrolit (iletken çözelti) damlatarak inceledi. Bu şekilde, kristal yüzeyine yığılan yükler dağıtılabiliyordu. Daha sonra elektrolit yerine yüzeye iyice yapışmayı sağlayan ince altın film kaplanmasıyla bu işlem daha da kolaylaştırılabildi. Kristalin üst yüzeyinde bir küçük altın film ve buna çok yakın bir sivri tungsten uç arasından geçen akımın, kristalin diğer yüzüne uygulanan gerilimdeki değişmelerden etkilenmeye başladığının görülmesi ilk “transistor” etkisiydi. Bu terim “transfer resistor” (aktarıcı direnç elemanı) adından türetilmiştir.
Ancak transistörlerde bugün en yaygın kullanım “nokta değmeli”den çok saflaştırma ve “katkılama” tekniklerindeki gelişmeler sayesinde “sandviç” ve “alan etkili” tip transistörlerle olmaktadır.
Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi