约翰·巴丁

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约翰·巴丁
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John Bardeen (1908-1991)
出生 1908年05月23日(1908-05-23)
 美國威斯康星州麥迪遜
逝世 1991年01月30日(82歲)
 美國斯波坎
国籍  美國
研究領域 物理學家發明家
任职於 威斯康辛大學电机工程研究助理
海湾实验研究所助理
普林斯顿大学助理
哈佛大学研究员
明尼苏达大学助理教授
华盛顿海军军械实验室研究員
贝尔實驗室研究員
伊利诺大学香槟分校教授
母校 麥迪遜中央高中
威斯康星大学麦迪逊分校
普林斯顿大学
博士導師 Nobel prize medal.svg尤金·維格納
著名成就 發明半導體三極管
創立BCS理論
獲獎 Nobel prize medal.svg 二次诺贝尔物理学奖(1956年)、(1972)
配偶 麦克斯
伊利诺伊大学香槟分校校园内纪念巴丁和超导理论的纪念牌。

约翰·巴丁英语John Bardeen,1908年5月23日-1991年1月30日),美国物理学家,因發明電晶體及其相關效應;超导BCS理论分別在1956年、1972年兩次获得诺贝尔物理学奖

巴丁1908年出生于美国威斯康星州麦迪逊,1923年进入威斯康星大学麦迪逊分校电机工程系学习, 1928年取得学士学位,1929年取得硕士学位。毕业后巴丁留校担任电机工程研究助理。1930年到1933年期间,巴丁在匹兹堡海湾实验研究所从事地球磁场及重力场勘测方法的研究。1933年巴丁进入普林斯顿大学,在尤金·維格納的指导下研究固体物理学。1935年到1938年期间任哈佛大学研究员,并于1936年获得普林斯顿大学博士学位。1938年到1941年间,巴丁担任明尼苏达大学助理教授,1941年到1945年在华盛顿海军军械实验室工作,1945年到1951年在贝尔电话公司实验研究所研究半导体金属的导电机制、半导体表面性能等问题。1947年和同事沃爾特·布喇頓发明了半导体三极管,一个月后,肖克利发明了PN结晶体管,三人因发现晶体管效应共同获得1956年诺贝尔物理学奖。

1951年,约翰·巴丁由于和肖克利不合,离开贝尔实验室,到伊利诺大学香槟分校任教。1950年代早期,巴丁就已经开始考虑超导电性的问题。他意识到电子声子的相互作用是解决问题的关键。1953年,约翰·施里弗来到伊利诺大学,在巴丁的指导下攻读物理学博士学位,并选择超导问题作为博士论文题目。在普林斯顿高等研究院杨振宁推荐下,刚从哥伦比亚大学获得博士学位不久的利昂·庫珀开始与巴丁和施里弗进行合作。1957年,巴丁和库珀、施里弗共同创立了BCS理论,对超导电性做出了合理的解释。他们三人也因此获得1972年诺贝尔物理学奖。巴丁也成为第一位,也是目前为止唯一一位两次获得诺贝尔物理学奖的人。

私生活[编辑]

1938年,约翰·巴丁与麦克斯韦结婚,婚后育有两子一女。约翰·巴丁业余时间喜欢旅游高尔夫球

早期的生活[编辑]

約翰·巴丁在1908年5月23日於威斯康星州麥迪遜市出生。他是查爾斯·羅素·巴丁博士与海伦·哈默·巴丁的第二个儿子。他的父親查爾斯·巴丁是威斯康星大學麥迪遜分校解剖學教授和第一任醫學院院長。海伦·巴丁結婚前曾任教於杜威實驗學校,从事室內裝潢業務。結婚後她是一個艺术界活躍人物。

约翰·巴丁的數學天賦很早出現。他的七年級數學老師鼓勵巴丁繼續進修。約翰·巴丁12歲時,海伦·巴丁因癌症而病重時。

巴丁在麥迪遜大學高中就讀,但於1923年畢業於麥迪遜中央高中。他十五歲高中畢業。他在另一所高中進行額外課程,母親去世可能也有影響。他於 1923年進入威斯康星大學麥迪遜分校。大學期間,他參加澤塔帕普西。所需的會員費由台球支應。他成為Tau Beta Pi成員。他選擇了工程學,因為他不想成為學者。他認為工程具有好的就業前景。

巴丁從威斯康星大學麥迪遜分校獲得電氣工程理學士。他在1928年畢業後,儘管也花費一年的時間在芝加哥工作。他學習所有的研究生課程,包含物理和數學,於五年內畢業,讓他有時間完成碩士論文。他在1929年獲得威斯康星大學電氣工程理學士。他的導師數學是沃倫·韋弗和愛德華·凡弗萊克。他的主要物理導師是約翰·哈斯·布勞克·凡弗萊克,保羅·狄拉克,海森堡和阿諾德·索姆·費爾德也影響他很多。

在1929年,巴丁未能進入劍橋大學三一學院就讀。

巴丁在威斯康星州進行研究,但他最終還是參加海灣石油公司的研究部門海灣研究實驗室,總部在匹茲堡。從1930年到1933年,巴丁工作內容為解釋磁場引力。他擔任地球物理學家。他之後在普林斯頓大學數學系任職。

巴丁是數學和物理學研究生,學習固態物理,師從物理學家尤金·維格納。他的論文完成之前,在1935年入取哈佛大學初級研究員。1935年至1938年,與諾貝爾獎得主約翰·凡扶累克珀西·布里奇曼進行研究,主題是凝聚力和導電金屬原子核。1936年,他在普林斯頓大學獲得數學物理哲學博士學位。

學術生活[编辑]

伊里諾斯大學[编辑]

在1951年,约翰·巴丁的朋友佛萊德·錫思幫巴丁說服伊利諾大學厄巴納-香檳分校,使巴丁獲得一份年薪一萬元的工作。巴丁接受了聘用後,離開貝爾實驗室,進入電機學院和物理學院,擔任伊利諾大學厄巴納-香檳分校電機系和物理系教授,他的第一個博士學生正是尼克·何倫亞克,他在1962年發明了LED

巴丁建立了兩個主要研究計畫,一個計畫在電機系,另一個在物理系。電機系的研究計畫是關於半導體實驗和理論,物理系的研究計畫是關於宏觀量子理論,特別是量子超導性量子液體,在1951-1975年間,巴汀是一位活躍的教授,之後更成為榮譽教授。

貝爾實驗室[编辑]

1945年10月,約翰·巴丁在貝爾實驗室開始工作。巴丁是固態物理組的成員,帶領威廉·肖克利和化學家摩根·斯坦利。其他人員在沃爾特布拉坦工作,物理學家杰拉爾德·皮爾遜,化學家羅伯特·吉尼,電子專家希爾伯特·摩爾和幾個技術員。他提議僚屬搬到新澤西州

約翰·巴丁在麻薩諸塞州學校認識威廉肖·克利。巴丁與沃爾特·布拉坦在普林斯頓大學時代認識。他通過布拉坦兄弟鮑勃·布拉坦認識布拉坦。鮑勃·布拉坦也是普林斯頓大學的學生。無論是在實驗室或高爾夫球場,约翰·巴丁和布拉坦在週末把所有時間放在實驗和編織理論。

該小組的任務是尋求一種固態的玻璃真空管放大器來取代易碎真空管放大器。他們的第一個嘗試是根據肖克萊構想,使用外部電場影響半導體導電性。這些實驗使用各種配置和材料,但是都失敗。巴丁提出表面態理論,阻止外地穿透半導體。1946年的冬天,巴丁提交了一份關於各國的表面物理評論。布拉坦開始研究實驗,通過觀察半導體表面狀態的光。

参考资料[编辑]

参阅[编辑]