Группа Шокли продолжила раскрутку его предвоенного проекта, других идей не было, да и само по себе это предложение каких-либо возражений не вызывало. Однако, как и в 1940 году, полупроводник упрямо не желал реагировать на команды «сетки», если не считать того, что при очень высоких управляющих напряжениях возникали прожоги, а то и микровзрывы. В чем же дело?
Провал с закисью меди был еще ранее вполне логично объяснен, но теперь ситуация в полупроводниках изменилась кардинально. Радиолокационный бум военных лет потребовал существенного усовершенствования полупроводниковых детекторов, известных еще со времен Александра Степановича Попова. Проблему решили, перейдя на использование новых полупроводников — кремния, а потом и германия, в получении которых сотрудники «Белл» оказались впереди всех.
Ремарка историка. Уже к началу войны авиация стала настолько грозной силой, что одна могла решать судьбы сражений, а то и целых кампаний, как это случилось в Норвегии. Ранним утром 9 апреля 1940 года воздушный и морской десанты немцев высадились в Осло, Бергене, Ставангере, и уже через десять дней юг страны капитулировал. А в июле та же воздушная армада немцев в количестве 1300 самолетов начала массированные бомбардировки Англии, готовя вторжение с моря. Английская авиация могла бы выступить почти на равных, но агрессор всегда имеет преимущество в неожиданности времени и места нанесения удара. Вот тогда-то и вспомнили о радиолокаторах (радарах — по-английски), известных еще в 1930-е годы, но развивавшихся ни шатко ни валко. Английские ученые совершили подвиг, оперативно вооружив радарами своих летчиков, — теперь даже ночью они «видели» врага на подлете. «Битва за Британию» была выиграна — 15 сентября 1940 года немцы отменили задуманное было вторжение. Англия вздохнула с облегчением. «Никогда... такое множество людей не было обязано столь многим — столь малому числу людей»; так поздравил У.Черчилль летчиков и ученых.
Итак, группа Шокли получила в свое распоряжение помощников-металловедов, которые могли поставлять кристаллы кремния и германия с любыми заданными свойствами. И тем не менее ни один эксперимент не породил даже надежду на успех. Вот теперь под сомнение попала сама структура, изобретенная Шокли, — не слишком ли она примитивна? Это был его принцип — начинать с простейшего, именно в этом случае неудача должна лишь возбуждать творческую энергию поиска, а не мысль об окончательном провале. С закисью меди разобрались, значит, разберемся и с германием, причем именно в нем, ведь все остальное — аксиоматически ясно.
Ремарка историка. Шокли вообще увлекали философия науки, психология творчества, ему было интересно перебрасывать мостик от физических уравнений к природе человека и человеческой деятельности. Он постоянно искал в истории науки подтверждение своей, в общем-то, здравой концепции возбуждения особенной творческой активности при столкновении с неудачами на пути к цели («creative failure methodology», CFM). Важно лишь, чтобы направление движения было определенно верно, вот здесь-то и полезны прозрачно-простые проекты. Пожалуй, будь он знаком с нашей литературой, ему непременно приглянулась бы «Энергия заблуждения» Б.Шкловского.
Концепция CFM блестяще сработала, но... выбор судьбы пал не на Шокли. Бардин высказал гипотезу, в дальнейшем подтвержденную экспериментально, о том, что значительная часть электронов кремниевого брусочка оседает в неких «ловушках» под поверхностью полупроводника, их заряд экранирует электрическое поле «сетки», не впуская его внутрь кристалла.
В 1947 году Бардин опубликовал статью по «поверхностным состояниям», которая прочно закрепилась в теории полупроводников; тогда же он предсказал, что для экспериментов группы лучше сосредоточиться на германии, пока отставив кремний.
А Шокли тем временем продолжал рутинную деятельность по каждодневному руководству группой и читал лекции своим сотрудникам по физике полупроводников, многое при этом уясняя и самому себе. (Это позволило ему в 1950 году издать толстенную монографию «Электроны и дырки», которая на десятилетие стала настольной книгой исследователей полупроводников всего мира.)
Итак, неудачи объяснились, стало понятно, куда двигаться дальше. Металлическую пластину «сетки» заменили проволочкой, рядом разместили другую, вспомогательную, надеясь с ее помощью «очистить» ловушки от электронов хотя бы в небольшой зоне поблизости и тем самым снять экранировку поля управляющей иглы. И вечером 15 декабря 1947 года У.Браттейн наконец-то получил долгожданное усиление электрического сигнала в несколько раз. Ура, победа. Но... казалось бы, какое еще может быть «но», если получилось. Может, и существенное. Усиление наблюдалось при потенциалах на игле противоположных (по знаку) тем, которые «следовало» подавать — Браттейн на всякий случай перепробовал все возможные варианты включения. Разумеется, рядом с недоумевающим экспериментатором оказался Бардин, его мозговой штурм был столь стремителен, что уже 16-го все встало на свои места. Вернувшись в тот день домой и пройдя мимо жены, которая чистила морковь к ужину, Бардин буднично обронил: «Сегодня мы открыли кое-что важное», и она в тон ему отреагировала: «это великолепно», но инстинктивно почувствовала, что произошло что-то действительно значительное. От его коллег она не раз слышала: «Бардин не слишком часто открывает рот, чтобы сказать что-нибудь, но уж если откроет, — СЛУШАЙТЕ!»
