John Bardeen(約翰·巴��1908�5�23日-1991�1�30日),美�(guó)物理�(xué)�,出生于美國(guó)威斯康星州的麥迪遜市。他�晶體管效�(yīng)和超�(dǎo)的BCS理論兩次獲得諾貝爾物理學(xué)�(jiǎng),是物理�(xué)上一�(gè)兩度獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科�(xué)�。John Bardeen先后獲得威斯康星大學(xué)理學(xué)士學(xué)位和普林斯頓大學(xué)博士�(xué)位�
巴丁1908年出生于美國(guó)威斯康星州的麥迪��1923年�(jìn)入威斯康星大�(xué)麥迪遜分校電�(jī)工程系學(xué)�(xí)� 1928年取得學(xué)士學(xué)��1929年取得碩士學(xué)�。畢�(yè)后巴丁留校擔(dān)任電�(jī)工程研究助理�1930年到1933年期間,巴丁在匹茲堡海灣�(shí)�(yàn)研究所從事地球磁場(chǎng)及重力場(chǎng)勘測(cè)方法的研��1933年巴丁�(jìn)入普林斯頓大�(xué),在E.P.魏格納的指導(dǎo)下研究固體物理學(xué)�1935年到1938年期間任哈佛大學(xué)研究�,并�1936年獲得普林斯頓大�(xué)博士�(xué)��1938年到1941年間,巴丁擔(dān)任明尼蘇�(dá)大學(xué)助理教授�1941年到1945年在華盛頓海軍軍械實(shí)�(yàn)室工��1945年到1951年在貝爾電話公司�(shí)�(yàn)研究所研究半導(dǎo)體及金屬的導(dǎo)電機(jī)制、半�(dǎo)體表面性能等問(wèn)��1947年和同事布拉頓發(fā)明了半導(dǎo)體三極管,一�(gè)月后,肖克利�(fā)明了PN�(jié)晶體�,三人因�(fā)�(xiàn)晶體管效�(yīng)共同獲得1956年諾貝爾物理�(xué)�(jiǎng)�
1951�,巴丁由于和肖克利不合,離開(kāi)貝爾�(shí)�(yàn)�,到伊利諾伊大學(xué)香檳分校任教�1950年代早期,巴丁就已經(jīng)�(kāi)始考慮超導(dǎo)電性的�(wèn)�。他意識(shí)到電子與聲子的相互作用是解決�(wèn)題的�(guān)��1953�,施里弗�(lái)到伊利諾伊大�(xué),在巴丁的指�(dǎo)下攻讀物理�(xué)博士�(xué)�,并選擇超導(dǎo)�(wèn)題作為博士論文題目。在普林斯頓高等研究院的楊振寧推薦下,剛從哥倫比亞大�(xué)獲得博士�(xué)位不久的�(kù)柏開(kāi)始與巴丁和施里弗�(jìn)行合��1957�,巴丁和�(kù)珀、施里弗共同�(chuàng)立了BCS理論,對(duì)超導(dǎo)電性做出了合理的解釋。他�?nèi)艘惨虼双@�1972年諾貝爾物理�(xué)�(jiǎng)。巴丁也成為位,也是目前為止一位兩次獲得諾貝爾物理�(xué)�(jiǎng)的人�
巴丁1938年與麥克斯韋�(jié)�,婚后育有兩子一�。業(yè)余時(shí)間巴丁喜歡旅游和打高爾夫��
1936一1938年間,在哈佛大學(xué)任教兩年�
1938一1941年問(wèn),在明尼蘇達(dá)大學(xué)任助理教授三��
194l一1945年間,在華盛頓哥倫比亞特區(qū)的海軍軍械實(shí)�(yàn)室工��
1945一1951年間,巴丁去紐約市R爾電話實(shí)�(yàn)�,參加一�(gè)新成立的固體物理�(xué)研究小組。在那里,他和肖克利及布拉坦一起在1947牛不及現(xiàn)晶體二孤百雙�(yīng)。這項(xiàng)研究工作使他�?nèi)双@�1956年諾貝爾物理�(xué)�(jiǎng)��
1951年以�,巴丁任伊利諾斯大學(xué)的物理學(xué)教授兼電氣工程教授,退休后�(dān)任該校的名譽(yù)教授。在伊利諾斯大學(xué),巴丁幫助制訂了超導(dǎo)性和半導(dǎo)體的研究�(guī)�,后期的研究興趣主要集中在低溫物理學(xué)的理論方面,包括�(duì)超流體氦B的研��
1959�1962年間,任美國(guó)總統(tǒng)科學(xué)咨詢委員�(huì)委員�
1960年以�,任羅徹斯特靜電�(fù)印公司的�(jīng)�。他是美�(guó)�(guó)立科�(xué)院院士,美國(guó)科學(xué)促�(jìn)�(xié)�(huì)、物理學(xué)�(huì)和哲�(xué)�(xué)�(huì)的會(huì)�,并曾擔(dān)任過(guò)美國(guó)物理�(xué)�(huì)的主��
John Bardeen因晶體管效應(yīng)和超�(dǎo)的BCS理論兩次獲得諾貝爾物理學(xué)�(jiǎng)�
1、晶體管效應(yīng)的研�
第二次世界大�(zhàn)末期,美�(guó)物理�(xué)家肖克利和布拉坦已經(jīng)�(kāi)始研究半�(dǎo)體材料及其在電子技�(shù)中應(yīng)用的可能性問(wèn)題�1945�,巴丁很快參加了這項(xiàng)工作,并在其中起了很大的作用。他提出一�(gè)�(guān)于電子行為性質(zhì)的假�(shè),指明了�(dá)到理想固體器件的途徑。他�?nèi)私M成的研究小組在巴丁的這�(gè)假設(shè)下發(fā)�(xiàn),與電極接觸的特定排列的半導(dǎo)體層,如PNP或NPN排列,不但能起整流作用,而且還可以放大電流或電壓。這樣,他�?nèi)私K于在1947年末�(fā)明了一種半�(dǎo)體器件,用來(lái)代替笨重易碎且效率很低的真空�。他們將這種器件定名為“Transferre sistor9,后�(lái)縮寫(xiě)為“TranslstorV,中譯名就是晶體三極管。晶體管的三�(gè)電極分別稱為�(fā)射極、基極和集電�,在外加直流電壓的作用下,發(fā)射極�(fā)射載流子(電子或空�),這些載流子很小一部分流入基圾,絕大部分流入集電極。如果用微弱的外加信�(hào)控制基極電流,那么小的基極電流變化會(huì)引起大的案電極電流的變化,這就是晶體三極管的放大作�。晶體管比普通電子管具有一些明顯的�(yōu)�(diǎn),例如功耗低、尺寸小、壽命長(zhǎng)�。晶體管的出�(xiàn)引起了電子技�(shù)的一�(chǎng)大革�,出�(xiàn)了晶體管收音�(jī)、晶體管電視�(jī)和微型電子計(jì)算機(jī)�。這場(chǎng)革命一直延�(xù)到現(xiàn)�,從分立晶體管發(fā)展到集成電路,從小規(guī)模集成電路發(fā)展到中規(guī)�、大�(guī)模和目前的超大規(guī)模集成電��
2、BCS理論的研�
后來(lái),巴丁又與庫(kù)珀和斯里弗密切合作,在1957年提出BCS理論,成功地解釋了幾十年�(lái)許多科學(xué)�,其中至少包括五位諾貝爾物理�(xué)�(jiǎng)金獲得者沒(méi)能解釋的超導(dǎo)�(xiàn)�。Bcs是他�1三人的姓Ba rdeen、Cooper和Schrieff e r的字首縮�(xiě),而B(niǎo)CS理論就是巴丁—庫(kù)珀—斯里弗理論。他�?nèi)丝胺Q科學(xué)史上老年科學(xué)家與青年科學(xué)家相�(jié)合的典范�19U�,荷蘭人卡默林·昂尼斯(H.Kame rlingh onne s)�(fā)�(xiàn)超導(dǎo)�,某些金屬在低于15�(kāi)的低溫下呈現(xiàn)一種新的性質(zhì),一旦在其中引起電流,這電流就�(huì)�(wú)休止地維持下去�
大約�1950�,美�(guó)�(biāo)難局的E.麥克斯�(E.Max—weH)和拉特格斯大�(xué)的塞�(B.serin)�(lǐng)�(dǎo)下的一�(gè)小組分別�(dú)立發(fā)�(xiàn),某一金屬出現(xiàn)超導(dǎo)性時(shí)的溫度是與這�(gè)金屬的原子量成反比例的。塞林打電話給巴�,把這�(gè)�(fā)�(xiàn)告訴他,巴丁一�(tīng)到這�(gè)消息,立即想到必需把電子—聲子相互作用包�(huì)水溝�4b就縣� L4門(mén)�?zāi)欣宵c(diǎn)金屬品格中構(gòu)舊子�(duì)待雖由子的效�(yīng)。但是,這些早期的嘗試未能成功地解釋超導(dǎo)��
1956�,年僅二十六歲的伊利諾斯大學(xué)的副研究員庫(kù)珀指出,金屬中具有�(fèi)米能�(jí)附近能量的兩�(gè)電子,彼此松散地吸引�(duì)�,會(huì)形成一種共振態(tài),叫做一�(gè)“庫(kù)珀�(duì)�。下一�,巴丁和�(dāng)�(shí)還是研究生的斯里弗把�(kù)珀的想法應(yīng)用于多�(gè)電子,指出所有傳�(dǎo)電子如何可以形成一種新的合作狀�(tài)。按照這�(gè)模型,在金屬中正常移�(dòng)的自由電子是成對(duì)稻合�,并同金屬品格相互作用。這些電子�(duì)具有共同的動(dòng)�,它們并不隨意地受�(gè)別電子隨�(jī)散射的影響,所�,有效電阻是�。自從量子理論發(fā)展以�(lái),BCS理論被稱為是�(duì)理論物理�(xué)的最重要貢獻(xiàn)之一。由于BCS理論的指�(dǎo),超�(dǎo)體已可以在稍高的溫度下形成,制成了這樣的超�(dǎo)合金。因此,�(duì)超導(dǎo)性的神話般的研究已導(dǎo)致種種實(shí)用成�,如超導(dǎo)磁鐵、超�(dǎo)體電子計(jì)算機(jī),功率傳輸線�。美�(guó)IBM公司集中了很大力�,已使超�(dǎo)�(jì)算機(jī)得到了很大發(fā)��
巴丁教授在二十多年前就提出了量子尺寸效應(yīng),這問(wèn)題近年在美國(guó)和國(guó)際上頗受重視。他還提出利用量子尺寸效�(yīng)的原理研究制造所謂的GaAs�0aAlAs多層量子5ff異質(zhì)�(jié)激光器。雖然倫敦曾把超導(dǎo)體看作“微觀尺度上的量子�(jié)�(gòu)�,卻是約瑟夫�(B.Josephson)利用BCS理論�(lái)�(yù)言微觀�(xiàn)�,并制成約瑟夫遜�(jié)。約瑟夫遜效�(yīng)制成的靈敏器件可以測(cè)量電�、電壓和磁場(chǎng)�。BCS理論的建立引起了大量更加深入的探索,由于這一貢獻(xiàn),三人于1972年共同獲得諾貝爾物理�(xué)�(jiǎng)��1980�5�,巴丁應(yīng)中華人民共和�(guó)教育部和北京大學(xué)校長(zhǎng)周培源的邀�(qǐng)�(lái)中國(guó)講學(xué)。在北京大學(xué)講學(xué)期間,作了有�(guān)“超�(dǎo)�(wèn)題的�(fā)展和近況�、“超�(dǎo)�(jì)算機(jī)�(fā)展近況”以及“量子階異質(zhì)�(jié)激光器”等方面的報(bào)告。巴丁特別提到超�(dǎo)�(yīng)用目前有大功�(兆瓦)和小功率(微瓦)兩�(gè)方面,前一方面主要是超�(dǎo)磁體的各種應(yīng)�,近年的�(fā)展比人們預(yù)期的慢;后者是超導(dǎo)性用于電子器�,發(fā)展比人們預(yù)期的快�
維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��
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