William Bradford Shockley

Nacido en Inglaterra de padres americanos, a los tres años de edad volvió con su familia a California.

Realizó sus estudios superiores de física en el California Institute of Technology (Caltech), del que se graduó (B.Sc.) en 1932.

A continuación Shockley inició, en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), sus estudios para la obtención de un doctorado (Ph.D.), cosa que consiguió en 1936 con su tesis “Calculation of Electron Wave Functions in Sodium Chloride Crystals.”

En ese mismo año entró a trabajar en los Bell Telephone Laboratories de Nueva York. Sus primeras tareas se dirigieron al desarrollo de nuevos tubos electrónicos, materia en la que colaboró con John R. Pierce, con el que obtuvo una de sus primeras patentes, la US2245605 sobre un tubo multiplicador. Fue también durante esta época cuando comenzaron sus investigaciones en el campo de la física del estado sólido.

Durante la II Guerra Mundial trabajó en distintos proyectos militares y como asesor del gobierno estadounidense.

En 1945, al término de la guerra, volvió a los Laboratorios Bell. Mervin J. Kelly, presidente de los mismos, lo puso al cargo de un grupo de investigación para el estudio de los semiconductores.

Una parte del equipo enfocaba sus investigaciones hacia la comprensión teórica de los semiconductores, sin embargo Shockley tenía muy claro la posibilidad de conseguir un amplificador de estado sólido y por lo tanto encontrar así un substituto al tubo electrónico.

En 1948 John Bardeen y Walter H. Brattain, miembros del equipo de Shockley, consiguieron desarrollar en la práctica, un amplificador de este tipo, que fue denominado transistor. Este primer transistor era del tipo de punta de contacto (point contact transistor).

Shockley, que no había participado directamente en este descubrimiento, siguió en su propia línea de investigación y poco después puso a punto un nuevo transistor del tipo denominado de unión (junction transistor), que aparece por primera vez en su patente US2569347 publicada en 1951.

Siguiendo con sus investigaciones sobre el transistor, en 1951 inventó el transistor unipolar (unipolar junction transistor), del que obtuvo la patente US2744790 en 1956.

Poco después inventó un dispositivo semiconductor de resistencia negativa, que en una versión posterior adaptó para su uso en alta frecuencia.

Shockley y varios colegas de los laboratorios estudiaron el fenómeno de la corriente inversa en las uniones p-n, explicándolo según la teoría de Clarence M. Zener sobre la ruptura eléctrica en dieléctricos sólidos. La aplicación práctica de este fenómeno se materializó en un diodo semiconductor que Shockley bautizó como diodo Zener.

En 1955 vio la luz un nuevo descubrimiento, el diodo de cuatro capas semiconductoras denominado en primera instancia diodo conmutador y conocido posteriormente como diodo Shockley, sobre el cual recibió la patente US2855524 en 1958. En esta patente muestra el diodo en un circuito telefónico, pero también lo empleó en un registro de desplazamiento y en otros circuitos.

Shockley contribuyó además, de manera decisiva, a las técnicas de fabricación de semiconductores desarrollando dos métodos que se convirtieron en fundamentales; el proceso de difusión (patente US2816847) y el de implantación iónica (patente US2787564).

Al mismo tiempo que trabajaba en los laboratorios Bell (y a lo largo de su vida), Shockley ejerció como profesor en diversas universidades y fue asesor del gobierno de Estados Unidos.

En 1955 cesó su relación con los laboratorios y se trasladó a California, en donde, con el apoyo de la compañía de su amigo Arnold O. Beckman, estableció los Shockley Semiconductor Laboratory en el área industrial de Stanford, de hecho fue la primera compañía de semiconductores que se instaló en lo que hoy es el Silicon Valley.

La intención de Shockley era que la empresa realizara el ciclo completo, es decir, la investigación, el desarrollo y la producción de dispositivos semiconductores.

En esta etapa es de destacar su invento en 1956 de un nuevo registro de desplazamiento que aparece en la patente US2967952, y que conllevaba la idea de un circuito digital monolítico o lo que es lo mismo del circuito integrado.

Pero su capacidad como hombre de negocios era escasa y la compañía fue de mal en peor, en 1957 un grupo de ocho empleados, liderados por Robert N. Noyce y Gordon E. Moore le dejaron para formar Fairchild Semiconductor.

En 1960 la compañía fue comprada por Clevite Transistor, permaneciendo Shockley como consultor hasta 1965, año en que la misma fue adquirida por la multinacional ITT.

La relación de Shockley con la universidad de Stanford, comenzó poco después de la fundación del Shockley Laboratory, primero de forma informal, y después, en 1963, fue nombrado profesor de ingeniería. Shockley permaneció en este puesto hasta 1975, año de su jubilación reglamentaria, siendo nombrado entonces profesor emérito.

A partir de 1965 volvió a unirse a los laboratorios Bell como consultor y participó en el proyecto para el desarrollo de las memorias magnéticas de estos laboratorios.

Shockley dedicó los últimos años de su vida al estudio de la diferencia de la inteligencia entre razas, que le llevaron a la conclusión de que el coeficiente de inteligencia de la raza negra era inferior al de la blanca. Estas afirmaciones le envolvieron en una gran controversia y polémica.

Por sus trabajos sobre el transistor recibió en 1956 el Premio Nobel de Física, compartido con Bardeen y Brattain.

Además recibió otros premios y honores, entre ellos:

Medal of Merit (Office of the Secretary of War), 1946.

Citation of Honor (Air Force Association), 1951.

Morris Liebmann Memorial Prize (IRE), 1952.

Oliver E. Buckley Prize (American Physical Society), 1953.

Certificate of Appreciation (U.S. Army), 1953.

Comstock Prize (National Academy of Sciences), 1953.

Wilhelm Exner Medaille (Oesterreichischen Gewerbevereins), Austria, 1963.

Holley Medal (American Society of Mechanical Engineers), 1963.

Fuentes consultadas / Sources

A history of engineering and science in the Bell System. Electronics technology (1925-1975), Holmdel, N.J., 1985.

W Shockley, the transistor pioneer—portrait of an inventive genius, Proceedings of the IEEE, 86, 1998.

William Bradford Shockley, Biographical Memoirs NAS, 1996.