동위 원소 효과, 결정 격자 진동

온화하고 부드럽게 말하며 학구적인 Bardeen은William Shockley와 그는 약간의 독립을 원했습니다. Bardeen은 1951년에 Bell Labs를 떠나 University of
일리노이. Shockley 자신은 Bell Labs에서 오래 가지 못했습니다. Bell Labs의 상위 계층으로 승진하는 데 실패한 후 그는 캘리포니아 마운틴 뷰에 자신의 회사인 Shockley Semiconductor Laboratories를 설립하기로 결정하고 실리콘 밸리를 설립했습니다.

Shockley는 인재를 찾는 자신의 확실한 능력을 확신하게 되었고(제2차 세계 대전 중 일부는 사람을 채용하기 위한 심리 측정 테스트를 개발하는 데 시간을 보냈습니다) 자신의 입증된 천재성(노벨상으로 입증됨)과 비즈니스 경험으로 그는 단순히 실패할 수 없었다. 그러나 그의 밑에서 일할 수 있는 최고의 팀을 모집했음에도 불구하고(그리고 확실히 그의 밑에서였다) 그의 강압적인 경영 스타일과 의심할 여지 없는 자신감은 결국 회사를 몰락으로 이끌었다. 그가 떠난 많은 연구 과학자들은 Fairchild Semiconductor와 결국 Intel을 포함하여 자신의 회사를 고용하고 설립했습니다.

물리학 문제

1951년에 안전하게 일리노이에 있던 Bardeen은 다른 물리학 문제에 대해 자유롭게 생각할 수 있었고 그를 사로잡은 것은 초전도성이었습니다. 그는 사실 초전도성에 대해 오랫동안 생각하고 있었습니다. Bell Labs에서 일하기 전에 그는 1930년대에 Princeton에서 Eugene Wigner와 함께 박사 학위를 받는 동안 고체 물리학의 문제에 매료되었고 미네소타 대학에서 처음으로 교수로 임명되었을 때 초전도성, 작업은 1941년에 발표되었습니다. 전쟁이 개입되고 벨 연구소에서 트랜지스터가 작동했지만 이제는 이 흥미로운 문제로 돌아갈 때였습니다.
사실 Bardeen은 Bell Labs를 떠나기 전에 작업을 시작했습니다. 1950년 봄, 그는 한 통의 전화를 받았다.

동위 원소 효과

Rutgers의 Bernard Serin이 새로운 동위 원소 효과에 대해 알려줍니다.
Bardeen은 즉시 1941년 논문의 먼지를 털어내고 격자 진동을 고려하여 업데이트했습니다. 인디애나 주 퍼듀 대학교에서 봄학기를 보내고 있는 Herbert Frohlich는 자신의 논문을 마무리하고 있었고 동위원소 효과 발견에 대한 최신 속보를 ‘ 증거에 추가된 메모’ 로 포함 했습니다. 두 이론가 모두 동위원소 효과의 중요성을 즉시 파악하고 결정 격자에 진동 효과를 포함하는 이론을 구성했습니다.

결정 격자 진동

그러나 문제가 있었습니다. Frohlich와 Bardeen은 둘 다 결정 격자 진동이 초전도체에서 전자의 에너지에 어떻게 영향을 미치는지 설명하려고 시도했지만 문제를 원격으로 다루기 쉽게 유지하기 위해 한 전자와 다른 전자의 반발 효과를 무시했습니다. 전기와 자기에 관한 중요한 연구를 수행한 프랑스의 물리학자 Charles Augustin de Coulomb(1736–1806)를 기리기 위해 이러한 ‘유사 전하’의 반발을 쿨롱 반발이라고 합니다. 이 쿨롱 반발력은 Frohlich와 Bardeen의 계산에서 제외되었고 이것이 포함되었을 때 강한 쿨롱 반발력이 격자 진동의 효과를 능가하고 모델이 더 이상 초전도성을 생성하는 데 작동하지 않는다는 것이 곧 명백해졌습니다. 소비에트 이론가 Lev Landau(그에 대해서는 다음 장에서 더 언급할 것입니다)는 분명히 ‘당신은 쿨롱의 법칙을 무효화할 수 없습니다’라고 논평했습니다.