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!»
Срабатывал отнюдь не механизм «эффекта поля», Бардин высказал гениальную догадку, и она подтвердилась, что основными «действующими лицами» в германии выступают не электроны, о которых исследователи все время пеклись, а так называемые «дырки» — положительно заряженные аналоги электронов, которых в кристалле неизмеримо меньше, чем электронов, иногда и в миллионы раз, и ролью которых, казалось бы, естественно пренебречь. Их так и называли «неосновными носителями заряда», а электроны — «основными», но вдруг оказалось, что в механизме усиления их роли обратны этим определениям. Одна из иголочек впрыскивает, инжектирует дырки в кристалл, они перемещаются в сторону другой иглы и ею улавливаются, коллектируются; при большом различии напряжений на иглах реализуется усиление — малая мощность одной иглы контролирует большую мощность другой. Приповерхностные ловушки, с которыми полтора года боролись, никакой роли в процессе не играют, вообще все электроны лишь молчаливо при сем присутствуют, подобно океану, в котором резвился да вдруг был пойман косяк трески.
Ремарка автора. Спрессовав двухлетнюю работу группы в полутора страницах текста, неизбежно многое теряешь, хорошо, если не все. Были бесчисленные эксперименты по обработке поверхности кремния и германия, поначалу не было никаких иголочек, они появились позднее, да и в инжекции участвовали посложнее, чем сказано, отдельно следовало бы поговорить о вкладе каждого члена группы. Это — всего лишь повествование для любознательного ученика, но надо ли лезть вглубь?