在这支新建团队的协助之下，肖克利重新开始研究他在五年前提出的理论，希望找出可以替代真空管的固体材料。他的假设是，如果将一个强电场放置在一块半导体材料制成的厚板旁边，这个电场会将部分电子吸引到厚板的表面，从而产生一股可以击穿厚板的电流。根据这种现象，半导体也许可以利用微弱的电信号来控制强大得多的电信号。低强度的电流可以作为输入信号来控制（或者通断）高强度的输出电流。这样的话，半导体也可以像真空管一样用作放大器或者通断开关。

然而这种“场效应”（field effect）理论还存在一个小问题：在测试这个理论的时候，肖克利的团队向一块金属板加上了1 000伏特的电压，然后把它放在距离半导体材料表面仅为1毫米的位置，但是什么事情都没有发生。“电流没有出现可观察的变化。”他在实验记录中写道。他后来表示这种情况“十分令人费解”。

找出一个理论失败的原因可以帮助提出一个更好的理论，所以肖克利要求巴丁为此给出一个解释。他们对一个叫作“表面态”的概念进行了长时间的讨论，表面态指的是距离材料表面最近的原子层的电子性质和量子力学描述。五个月之后，巴丁得出了自己的研究结果。他走到自己与布拉顿共用的黑板前面，写下自己的想法。

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