Hôm nay là ngày 16 tháng 12 năm 2022. Đúng là 75 năm từ ngày transistor ra đời tại Bell Labs ở Murray Hill, New Jersey. Ba nhà khoa học đã phát minh ra linh kện điện tử quan trọng này là John Bardeen, Walter Houser Brattain, và William Bradford Shockley.   

Ngày nay hầu như tất cả những dụng cụ dùng trong đời sống hàng ngày từ y khoa đến quốc phòng đều tùy thuộc vào công nghệ vi mạch, nơi mà tranzito (transistor) đóng vai trò then chốt.  Những công nghệ điện tử y khoa mà chúng tôi đã trình bày như chụp X-quang tuyến vú kỹ thuật số (digital mammography), máy chụp X-quang cắt lớp vi tính (computed Tomography-CT) và kỹ thuật chụp cộng hưởng từ (Magnetic Resonance Imaging hay MRI) cũng không phải là ngoại lệ [1]. 

Nhân ngày kỷ niệm sinh nhật này, người viết xin tóm lược lại bối cảnh và những hoạt động đưa đến phát minh transistor. Phần lớn bài viết này dựa vào những dữ kiện mà người viết đã trình bày trong một loạt bài “Microelectronics and  Silicon Valley” đăng ở  ERCT trong khoảng thời gian 2013- 2014 [2 ]. 

1. “Surface states” và sự ra đời của germanium point contact transistor

Lúc đầu Shockley có giả thuyết gọi là “hiệu ứng trường (field effect)”. Với giả thuyết này, khi dòng điện chạy qua bề mặt của một tấm bán dẫn, độ dẫn điện của tấm bán dẫn sẽ tăng, đưa đến hiện tượng khuếch đại (amplification). Một năm trôi qua, mọi cố gắng kiểm chứng giả thuyết này đều thất bại. Vào tháng giêng 1946, nhóm nghiên cứu chất rắn mất cả hướng đi và bắt đầu “quờ quạng “ trong bóng tối!

Nhằm gia tăng lực lượng nghiện cứu, vào năm 1946, phòng nghiên cứu của Shockley tuyển dụng John Bardeen [3]. John Bardeen và Shockley biết nhau lúc còn ở MIT và là hai chuyên gia hàng đầu về lý luận trong lãnh vực vật lý chất rắn.

Sau 5 tháng tìm hiểu sự thất bại của hiệu ứng trường của Shockley, Bardeen đưa ra lý thuyết liên quan đến những gì xảy ra trên bề mặt của chất bán dẫn; ông gọi hiện tượng này là “ surface states  (trạng thái bề mặt)”.  Nói một cách đơn giản hơn, ông giả thuyết rằng khi sự nạp điện (charge) xảy ra trên một lớp bán dẫn, hạt electrons trên bề mặt của lớp này không di động tự do như lúc ở bên trong của lớp bán dẫn. Thay vì thế, những “hạt electron trên bề mặt (surface electrons)” này bị “bẫy” trong bề mặt của lớp bán dẫn và trở thành bất động. Kết quả là “surface states” tạo một bức tường kết đông ( frozen barrier) nằm giữa điện áp bên ngoài và điện áp bên trong của chất bán dẫn.

Khám phá này đã thay đổi hoàn toàn hướng nghiên cứu của nhóm Shockley!

Nếu muốn tạo một bộ khuếch đại từ tấm silicon hay germanium và gia tăng dòng điện, đại khái giống như trong bóng đèn chân không; giờ mọi người đã có một hướng đi rõ ràng: trước tiên bức tường kết đông của surface states phải bị phá vỡ. Trọng điểm của mọi cố gắng của nhóm vào thời điểm này là làm thế nào tạo một bề mặt sạch để hạt electrons hay holes có thể di động tự do khi có dòng điện chạy qua.

Vào tháng 11, 1947, Brattain và Robert Gibney (chuyên môn về hóa học điện) muốn khảo sát xem thử chất điện phân (electrolyte), nếu chuẩn bị thích hợp- có thể giúp xuyên thủng qua bức tường “surface states” này không? Lần thử nghiệm đầu tiên bắt đầu có hiệu quả! Và sự khám phá này dẫn đến những diễn tiến mới trong tháng mà nhóm thường gọi “tháng kỳ diệu/magic month”.

Brattain  bắt đầu cảm thấy có một ” cảm giác thần bí” rằng một cái gì lớn sắp được khám phá! Một tuần sau sự thành công của thí nghiệm với chất điện phân, một buổi sáng Bardeen đi vào phòng thí nghiệm của Brattain  và đề nghị một mô hình để chế tạo bộ khuếch đại với chất bán dẫn (solid state amplifier). Sau khi lắng nghe Bardeen trình bày, Brattain nói với Bardeen” mình đi đến phòng thí nghiệm và thử mô hình này xem nó có hoạt động không?”

Thí nghiệm Bardeen đề nghị như thế này: nhỏ một giọt chất điện phân trên bề mặt của tấm bán dẫn rồi dùng một sợi dây kim loại đâm thủng qua chất điện môi, tạo điểm tiếp xúc (point contact) với bề mặt của tấm bán dẫn. Sau vài lần cho dòng điện chạy qua hệ thống thiết lập này, hai người quan sát một “độ lợi xuất/gain” nhỏ đạt được. Hai người nghĩ khám phá mới có triển vọng tốt!

Đêm hôm đó (ngày thứ sáu 21 tháng 11, 1947), trên đường về nhà, Brattain nói với mọi người đi chung carpool với ông rằng ông đang cộng tác trong việc thực hiện một thí nghiệm quan trọng nhất trong đời của ông. Cuối tuần ấy, Brattain thay đổi ý cho rằng ông không nên đồn đãi rộng rãi về thí nghiệm này.

Vào ngày thứ hai, trên đường đến hãng ông bảo mọi người hứa với ông là họ sẽ giữ bí mật những điều ông nói hôm thứ sáu! Riêng Bardeen, ông này cũng có linh cảm là một khám phá lớn sắp xảy ra rất gần và ông tính toán kết quả thực nghiệm, ghi những điều ông khám phá và suy nghĩ trong quyển số ghi chép dùng trong phòng thí nghiệm của ông.  Cũng trong buổi ăn tối ngày 21 tại nhà với gia đình,  Bardeen chỉ nói vỏn vẹn môt câu ” hôm nay chúng tôi khám phá ra một điều  mới lạ!”; và vợ ông đáp lại “ Thế thì tốt quá!”. Câu chuyện liên quan đến sự phát minh quan trọng này chỉ vỏn vẹn có bao nhiêu đó thôi! Với tính ít nói và thận trọng của Bardeen, đây không là điều ngạc nhiên!

Sau đó, Bardeen và Brattain cho Shockley biết về khám phá vừa rồi (vì Shockley là supervisor của hai người lúc đó!). Rồi hai ông cứ tiếp tục với công tác nghiên cứu của mình.

Vào giữa tháng 12, linh kiện bán dẫn của Brattain trông nhỏ và gọn gàng hơn: một tấm bán dẫn nhỏ (khoảng ¼ tầm cỡ của một đồng penny) nằm phẳng trên một nền kim loại. Làm theo đề nghị của Bardeen, Brattain dùng n-type germanium thay vì dùng silicon. Một đường dây được nối kết với tấm nền. Rồi ông đâm thủng vào bề mặt của tấm germanium bằng một miếng nhỏ hình tam giác bằng plastic –có hình giống như đầu mũi tên nhỏ. Trên thực tế thì miếng plastic này không tiếp xúc trực tiếp với tấm germanium vì Brattain bao miếng plastic này với một lá kim loại (foil)  bằng vàng mỏng có một hình dạng chữ V.  Ông đã tạo ra hai đường dây dây khác nhau đâm thủng vào bề mặt của tấm germanium. Bardeen nhắc nhở Brattain rằng khoảng cách giữa điểm tiếp xúc này rất thiết yếu và phải giữ vào khoảng vài phần ngàn của một inch. Brattain nối đầu của mỗi điểm tiếp xúc nằm ở góc trên của đầu mũi tên với những đường dây riêng biệt; những dây này lại nối với bộ pin (Hình 1, hình dưới). Trong khi đó, cấu tạo tổng quát của linh kiện điện tử này được biểu hiện ở Hình 1 (hình trên).

Hình 1. Mô hình bipolar transistor của Bardeen and Brattain ghi chép vào sổ tay thí nghiệm vào ngày 11 tháng 12, 1947 (Google Images).

Liên tục trong suốt hai tuần, Bardeen và Brattain làm thí nghiệm với những cấu trúc thiết lập khác nhau và với những tấm bán dẫn khác nhau (n-type và p-type germanium và silicon), với nhiều  khoảng cách khác biệt  giữa hai điểm tiếp xúc, với một số chất điện phân và những cách xử lý khác nhau. Mỗi cấu trúc cho ra một kết quả khác, một khía cạnh riêng, một hướng đi và một độ khuếch đại khác nhau.

Rồi vào buổi sáng ngày 6 tháng 12, Brattain khám phá một hiệu quả đáng kể. Hiệu quả này xảy ra bởi sự di động nguyên tử của hạt electrons và holes do các tạp chất gây ra trong chất bán dẫn và kết quả là một dòng điện phát sinh ra xuyên qua các điểm tiếp xúc bằng vàng. Độ khuếch đại là một dữ kiện quan trọng chứng tỏ “ một độ khuếch đại công xuất đáng kể/ significant power gain” đã đạt được.

Theo đề nghị của Bardeen, Brattain tạo hai đường dây tiếp xúc ở một khoảng cách 0.004 centimeters bằng cách quấn một miếng foil bằng vàng quanh cái đỉnh của một hình tam giác làm bằng polystyrene. Xong ông dùng dao cạo cắt xuyên qua miếng foil cho đến khi mạch điện mở ra.; sau đó ông lấp chỗ cắt với chất wax (dùng để cách điện). Bằng cách dùng một cái lò xo, ông đẩy đỉnh của hình tam giác xuống tấm germanium. Bằng cách lay nhẹ và hai điểm tiếp xúc được thiết lập. Một điểm tiếp xúc là emitter và một điểm còn lại là collector [Hình 1].

Lúc này là vào buổi chiều thứ ba ngày 16 tháng 12 năm 1947.

Thuyết minh  thí nghiệm của Brattain và Bardeen được tổ chức vào buổi chiều một tuần sau đó vào ngày 23 tháng 12, 1947. Hiện diện hôm ấy gồm có: Brattain, Bardeen, Shockley, Pearson, Gibney, H.R. Mooore và Harvey Fletcher. Mervin Kelly không được mời. Lý do là muốn giữ tính độc lập nghiên cứu và truyền thống muốn ban lãnh đạo cấp trung hay cao hơn không tham gia trực tiếp  vào các phát triển quan trọng trong phòng nghiên cứu. Christmas eve 1947, Brattain vẽ  trong quyển sổ tay thí nghiệm bộ khuếch đại điện tử và kết quả những thí nghiệm đạt được. Ông viết “ độ khuếch đại công xuất  (power gain) đạt được là 18 hay cao hơn “, “nhiều người làm chứng thiết lập bộ khuếch đại và nghe tiếng nói với cường độ âm thanh khác nhau do những power gain khác nhau”. Quyển sổ tay thí nghiệm của Brattain được làm chứng ‎ như sau: Read & understood by G.L. Pearson, Dec. 24,1947 and R. Moore Dec. 24, 1947.

2. Shockley và germanium junction transitor  

Trở về trường hợp của Shockley, ông ta có nhiều phản ứng phức tạp về phát minh lớn này vì hơn cả năm ông ta hầu như không tham dự vào công tác nghiên cứu của Bardeen và Brattain. Theo Brattain thì không lâu sau ngày phát biểu thành quả nghiên cứu về linh kiện bán dẫn transistor mới này cho nhiều người trong Bell Labs’; vào ngày 23 tháng 2, Shockley gọi Bardeen và Brattain, riêng từ người một, đến văn phòng của ông. Ông nói: “đôi khi người góp phần vào sự thành công này không được ai nhắc tên. Tôi có thể một mình xin bằng sáng chế về hiệu ứng trường ( field effect) này”. Lúc đó, Brattain có cảm tưởng là Shockley tư tin là với bằng sáng chế về hiệu ứng trường, ông có thể làm lu mờ giá trị của point contact transistor của Brattain và Bardeen. Khổ nỗi điều này khó có thể thực hiện được vì những lý do sau: (i) nhiều người ở Bell Labs biết hiện tượng “surface states” của Bardeen và Bardeen và Brattain đã làm việc chung với nhau để đưa đến point contact transistor với hiệu ứng khuếch đại. Sổ tay phòng thí nghiệm của họ đã xác nhận điều này; (ii) kết quả của việc điều tra các tài liệu nghiên cứu cho biết rằng ý tưởng về hiệu ứng trường đã đươc tiết lộ trong bằng sáng chế của Julius Lillienfield của RCA gần hai chục năm trước (1926) mặc dù không có bằng chứng nào cho rằng linh kiện bán dẫn trong bằng phát minh của Lillienfield có hoạt động hay không?; hơn thế nữa không có bằng chứng nào chứng tỏ Lillienfield có sự hiểu biết trên lý thuyết về hoạt động của hạt electrons và holes khi ông xin bằng sáng chế này; (iii) Bell Labs chắc không muốn “liều” trong việc tạo duyên cớ để bị luật sư giám khảo (patent examainer) của cơ quan cấp bằng sáng chế bát. (iv) Thêm vào đó, point contact transistor của Bardeen và Brattain là dựa vào cấu trúc lưỡng cực (bipolar design) ; holes trong trường họp này chớ không phải hiệu ứng trường đóng vai trò màng lưới điện cực ( grid) như Shockley đã đề nghị.

Christmas 1947 là thời gian khó khăn nhất đối với Shockley. Ông rời New Jersey đi dự hội nghị của American Physical Society; ông quyết định ở lại vùng Midwest trong thời gian giữa hai hội nghị. Đầu óc của ông bừng cháy với nhiều ý tưởng. Suốt hai ngày liên tiếp bắt đầu từ đêm giao thừa, một mình trong khách sạn, ông viết và viết về junction transistors; tất cả dài khoảng 30 trang của sổ tay trong thí nghiệm. Vì không mang theo quyển sổ tay phòng thí nghiệm với ông, nên ông gửi những trang ông viết về S.O. Morgan, co-supervisor của nhóm vật lý chất rắn để ông này làm nhân chứng. Trong ba tuần sau đó, trong lúc mọi người bận rộn và phấn khởi với sự thành công của transistor đầu tiên trên thế giới, Shockley làm việc ngày đêm một mình thiết lập mô hình với những khái niệm về tranzito có bề mặt giáp (junction transistor). Linh kiện bán dẫn này gồm có một tấm nến n-type germanium và a microscopic slice of p-type germanium tiếp nối với nhau.

Nhưng những hành động này của Shockley không thể chấp nhận được với tiêu chuẩn làm việc của Bell Labs nói chung và của Mervin Kelly nói riêng, nhất là khi ông là supervisor của nhóm. Tiêu chuẩn này có thể tóm tắt như sau: (i) cán bộ nghiên cứu không làm việc một cách bí mật. Mọi ý tưởng phải chia xẻ với đồng nghiệp; (ii) không được từ chối giúp đỡ đồng nghiệp bất luận thứ bậc trong hãng của họ; và (iii) quan trọng hơn hết, nhiệm vụ của người cán bộ cấp trên là hướng dẫn chớ không can thiệp hay cạnh tranh với những người làm dưới quyền của mình.

“Đây là điều tuyệt kỵ mà Shockley đã vi phạm; và chuyện này không thể nào tha thứ được- This is the taboo that Schockley transgressed, and was never forgiven” như ông Phil Anderson (một Nobel laureate khác của Bell Labs sau này) đã nói.

 Shockley giữ bí mật thiết kế về junction transistor thêm một tháng nữa cho đến khi có một buổi họp của nhóm vật lý chất rắn giữa tháng 2, 1948. Trong buổi họp này, một cán bộ nghiên cứu tên John Shive đứng lên báo cáo với mọi người trong nhóm về kết quả thí nghiệm của ông: ông trình bày một transistor hoạt động với hai điểm tiếp xúc nằm ở hai phía đối diện với tấm germanium. Sự kiện Shive trình bày chứng tỏ rằng holes thực ra đã di chuyển xuyên qua tấm germanium (minority carrier injection); và điểm này giống như mô hình về junction transistor mà Shockley đang cố giữ bí mật. Đối diện với tình trạng “chẳng đặng đừng/tiến thoái lưỡng nan” này, nhận thấy lúc đó có Bardeen và Brattain trong số người tham dự; Shockley biết rằng nếu không phản ứng nhanh, trong vài phút Bardeen sẽ nhận thấy hay đã biết điểm then chốt của kết quả mà Shive trình bày; và có thể Barseen sẽ đứng lên đề nghị mô hình về junction transistor với minority carrier injection . Nếu chuyện này xảy ra, thì công việc ông làm trong thời gian mấy tháng qua sẽ trở thành uổng công! Vì thực sự thì tranzito có bề mặt giáp (junction transistor) của Schockley cũng chỉ là triển khai từ tranzito lưỡng cực (bipolar transistor) của Bardeen & Brattain [Hình 1]. Bất đắc dĩ, Shockley không thể giữ bí mật được nữa nên “nhảy chỏm dậy” và trình bày nguyên lý và mô hình của junction transistor của ông, i.e, cấu trúc hình xăng đúy‎ch n-p-n và p-n-p. “ I felt I did not want to be left behind on this one” (tôi cảm thấy tôi không muốn bị bỏ rơi lần này) như ông đã thú nhận sau này.

Sau buổi họp, nhiều người trong nhóm điếng người vì ngạc nhiên. Shockley đã phớt đi nguyên tắc “trao đổi tự do ý tưởng” giữa những người trong nhóm. Nhưng rồi mô hình mà Shockley thiết kế ra cũng chỉ là lý thuyết vì một cấu trúc n-p-n như thế chưa ai thực hiện được. Và vì thế chủ trương rằng junction transistor (trên lý thuyết) của Shockley có nhiều lợi điểm so với tranzito tiếp đệm -point contact transistor  (đã thực hiện được) không mang nhiều ý nghĩa cho lắm vào thời điểm đó.

Hình 2. Bardeen (ngồi bên trái bên trái), Brattain (ngồi ở giữa) và Schockley (đứng bên phải) khi Bardeen và Brattain trình bày với Shockley linh kiện điện tử transistor do hai người chế tạo (Google Image).

3. Point contact transistors và bipolar junction transistor

Hình 3. Sự khác nhau về cơ cấu vận hành giữa (a) tranzito tiếp đệm (point-contact transistor) và (b) tranzito có bề mặt giáp (junction transistor) [4]. 

Glenn Zorpette [4] đã tóm lược sự khác nhau giữa point contact transistor và junction transistor như sau:

Point contact transistor : dòng điện collector  đạt được và được chuyển tải ra bên  ngoài (đầu ra), bằng cách áp đặt một điện thế mạnh đủ để vượt qua bức tường năng lượng  của dòng điện tích (charge flow). Với sự thay đổi nhỏ ở đầu vào hay  ở cực “emitter”, dòng điện đủ năng lực để  vượt qua bức tường, và cho một dòng điện ở đầu ra (output current). Hình 3(a).

Bipolar junction transistor: sự khuếch đại đạt được dùng cùng nguyên lý với point contact transistor,  nhưng với hai bề mặt tiếp giáp (junction interfaces), hay junctions. Cũng giống như trường hợp của point-contact transistor, một điện thế được áp đặt để vượt qua bức tường  năng lượng (barrier) và tạo dòng diện; và dòng diện này được điều chỉnh bởi một dòng điện nhỏ ở đầu vào. Hình 3 (b). 

4. Những sự kiện xảy ra sau phát minh transistor

Sau những gì đã xảy ra như đã trình bày ở phần trên, Shockley không cho Bardeen và Brattain làm về junction transistor và ủy thác hai người này với công tác mới. Ban lãnh đạo cao cấp không can thiệp gì vào quyết định này. Đối với cộng đồng khoa học và đại chúng vào lúc này, Shockley là khuôn mặt và là điểm tiếp xúc liên quan đến việc nghiên cứu về transistors.  

Nhưng rồi nhóm vật lý chất rắn dần dần cũng sụp đổ. Bardeen muốn tiếp tục nghiên cứu về transistors  kể cả junction transistor nhưng không được phép vã lại ông cũng bất mãn nhiều về phương cách quản lý độc quyền của Shockley nên quyết định tìm một công tác giảng dạy ở University of Illinois at Urbana Champaign. Brattain cũng tỏ thái độ không vừa lòng và có than phiền với Kelly về Shockley nhưng hình như không có kết quả gì. Nhưng sau đó, Kelly cho Brattain hoàn toàn tự do trong việc nghiên cứu ở Bell Labs. Brattain không còn nghiên cứu về transistors và không còn báo cáo trực tiếp với Shockley nữa.  

Đầu thập niên 50’s, Bell Labs quyết định nhượng bản quyền về kỹ thuật chế tạo transistor với giá $25.000 cho mỗi hãng thành viên. Hội nghi hàng năm cũng được tổ chức tại Murray Hill; và lúc ấy Shockley là khuôn mặt chính của hãng và xuất bản quyển sách dày 500 trang – Electrons and Holes in Semiconductors. Đây cũng là quyển sách rất được nhiều nhà nghiên cứu và sinh viên dùng trong nhiều năm sau đó. Ghi chú: những hãng sau này ở Silicon Valley, kể cả Shockley Semiconductor cũng thu thập được nhiều lợi ích trong việc hợp tác này!

Sau khi Bardeen rời Bell Labs về dạy ở University of Illinois, Urbana Champain và Brattain rờ khỏi nhóm vật lý chất rắn, Shockley thường than phiền với Marvin Kelly rằng ông ta phải “deserve” một chức vi cao hơn. Kelly từ chối vì Kelly nghĩ rằng với bàn tính của Shockley, ông này không thích hợp cho những địa vị quản lý cao hơn ở Bell Labs. Sau cùng, Shockley lên thẳng gặp giám đốc của AT&T (hãng mẹ của Bell Labs) để than phiền về điều này. Nhưng ông cũng chẳng gặt hái được gì.

Shockley rất bất mãn với Kelly, nên bắt đầu tìm chỗ làm mới. Bắt đầu từ đầu thập niên 50’s, Shockley ít còn làm việc ở Bell Labs. Ông đi nhiều nơi để tìm cơ hội mới. Ông xin “leave of absence” ở Bell Labs vào năm 1953 để đi dạy ở Caltech (California Institute of Technology) khoảng 4 tháng và sau đó làm cố vấn cho Weapons Systems Evaluation Group của Pentagon.

Vào mùa đông 1954-1955, trong lúc dạy ở Stanford, ông tìm cách thiết lập cơ cấu để sản xuất hàng loạt transistors và Shockley diodes. Ông tìm được đối tác Raytheon quan tâm đến đề án của ông nhưng rồi kế hoạch này cũng kết thúc một tháng sau đó.

 Không tìm được hướng đi thỏa mãn; nên Shockley nói chuyện với Arnold Beckman (cũng học ở Calthech ngày xưa), người sáng lập và tổng giám đốc Beckman Instruments. Vào đầu tháng 9, hai người gặp nhau tại Newport Beach, California. Shockley và Beckman đồng ý tạo nên một phân khoa mới về linh kiện bán dẫn trực thuộc Beckman Instruments để sản xuất “diffused-base transistors”.

Beckman mặc dù biết rằng Shockley không thể thành công trong thế giới kinh doanh, nhưng ông không muốn kỹ thuật mới về transistors này lại lọt vào tay những hãng cạnh tranh với hãng ông. Beckman đồng ý hổ trợ tài chánh cho Shockley với điều kiện là trong hai năm phải thực hiện được “sự sản xuất transistors  hàng loạt”; và phí tổn năm đầu tiên vào khoảng 300.000 đồng đô-la.

Vào năm 1955, Shockley và Beckman ký hợp đồng. Beckman muốn Shockley mở hãng tại vùng nam California gần Beckman Instruments; nhưng một phần Shockley muốn về vùng gần Palo Alto nơi mẹ ông đang sống và nơi ông đã lớn lên; một phần khác là lúc đó kỹ nghệ điện tử cũng bắt đầu nẩy mầm ở vùng bắc California với Hewlett-Packard (thành lập ở Palo Alto, 1939), Varian Associates (thành lập năm 1948) và Fred Terman (Stanford).  

Shockley bắt đầu chiêu mộ nhân viên cho hãng mới của ông: bước đầu tiên là ông nói chuyện với Tanenbaum và Morgan Sparks; hai người này đã thành công trong việc chế tạo junction transistor hoạt động nhưng cả hai từ chối vì lý do là gia đình họ sống quen với vùng New Jersey rồi nên không muốn đi xa. Sau đó, ông tiếp xúc với những chuyên gia khác ở Bell Labs nhưng tất cả đều từ chối với cùng một ly do như Taunebaum và Sparks. Lý do chính có lẽ  mọi người đều “ngán “ và “sợ” cái lối quản lý của Shockley!

Hết cách, Shockley “ crisscross” nhiều nơi trong nước để tuyển dụng nhân viên ngoài Bell Labs. Kết cuộc, những người sau đây đồng ý theo ông về vùng bắc California làm việc: Julius Blank (City College of New York), Victor Grinich (Ph.D, Stanford), Eugene Kleiner, Jean Hoerni từ Thụy Sĩ (PhD, Caltech), Jay Last (MIT), Gordon Moore (PhD, Caltech) , Robert Noyce (PhD, MIT) , Vic Jones (PhD, Berkeley) and Sheldon Roberts (từ Down Chemical). Trừ Kleiner (33 tuổi) và Shockley (46 tuổi); những người còn lại đều dưới 30 tuổi.  Hãng được đặt ở 391 San Antonio Road, Mountain View, miền bắc California (Hình 4).

Ngay vào lúc Shockley sắp rời Bell Labs, Kelly với tư cách là một hội viên ngoại quốc của Hàn Lâm Viên Thụy Điễn (the Swedish Academy of Sciences) đề nghị giải Nobel về vật lý cho Bardeen, Brattain và Shockley. Và ngày 2 tháng 11, 1956, ba ông này chính thức được giải Nobel vật lý về việc phát minh transistor [5].

Một năm sau khi Shockley dời về miền bắc California, tám người cộng tác với ông (the Fairchild Eight) rời Shockley Semiconductor và thành lập Fairchild Semiconductor, mở đầu cho sự thành lập nhiều hãng tiếp theo. Hãng của Shockley mặc dù không thành công về phương diện kinh tế, nhưng là cái “mầm” đã sinh sôi nẩy nở hàng trăm hãng liên quan đến kỹ nghệ vi mạch sau này.

Santa Clara Valley cũng được đổi thành Silicon Valley. Dù có nhiều ý kiến khác nhau về vai trò của Shockley đối với sự lớn mạnh của Silicon Valley; nhưng có điều chắc chắn là:
"Shockley là người đã mang công nghệ silicon đến Silicon Valley/Shockley is the man who brought silicon to Silicon Valley” [5].

Hình 4. Shockley Semiconductor được tọa lạc ở 391 San Antonio Road, Mountain View, Santa Clara County (tài liệu từ Chemical Heritage Foundation).  

5. Kết từ

Theo thiển nghĩ của người viết, linh kiện bán dẫn transistor mà Bardeen, Brattain và Shockley đã tìm ra là một phát minh lớn nhất trong lịch sử khoa học và kỹ thuật. Linh kiện này là nhân tố quan trọng trong nhiều áp dụng hiện nay và trong nhiều năm sắp tới. Thành công này còn đưa đến việc thành lập Silicon Valley, một trung tâm công nghiệp nổi tiếng mà cho đến ngày hôm nay vẫn chưa có quốc gia nào thiết lập môt mô hình tương tự với mức độ  thành công mà Silicon Valley đang có được.

Không ai phủ nhận Bardeen, Brattain và Shockley  là những  thiên tài theo định nghĩa thông thường của danh từ này. Sự thành công của họ về phát minh transistor cũng  tùy thuộc rất nhiều vào hoàn cảnh chung quanh, môi trường nghiên cứu, sự đóng góp  của nhiều người ở Bell Labs từ khoa học gia, kỷ sư, trợ tá đến những người trong ban quản lý như Kelly. Mô hình làm việc do Kelly đề xướng đã làm Bell Labs là “mecca” của giới khoa học và kỹ thuật  trong nhiều năm mãi cho đến đầu thập niên 80’s. Mô hình này đã chiêu mộ những người có tài làm việc chung với nhau với một đề tài đúng hướng và đầy đủ tài trợ kinh tế;và sau đó để họ làm việc, trao đổi ý kiến và cộng tác với nhau với rất ít can thiệp từ ban quản lý. Đây cũng  là một trong những yếu  tố chính đưa đến sự phát minh lớn này.  

6. Tài liệu tham khảo 

[1] http://www.erct.com/2-ThoVan/TTriNang/Technology%20in%20Medicine-%20Part%2026-09282022.htm

[2 ] http://www.erct.com/2-ThoVan/TTriNang/Silicon-Valley-1-Bell-Labs.htm 

[3] Sau khi Thê Chiến Thứ Hai chấm dứt, Bardeen muốn trở về University of Minnesota- nơi ông làm công tác giảng dạy trước khi nhập ngủ; nhưng vì điều kiện lương bỗng không phù hợp, nên ông quyết định tìm việc làm ở nơi khác. Cái “không may” cho Đại học Minnesoa là một may mắn lớn cho cộng đồng khoa học và kỹ thuật thế giới.

[4] [B] G. Zorpette : EEE Spectrum  December 2022, page 25-29

[5] http://www.erct.com/2-ThoVan/TTriNang/Silicon-Valley-Part-4.htm 

December 16, 2022