在這支新建團隊的協助之下，肖克利重新開始研究他在五年前提出的理論，希望找出可以替代真空管的固體材料。他的假設是，如果將一個強電場放置在一塊半導體材料製成的厚板旁邊，這個電場會將部分電子吸引到厚板的表面，從而產生一股可以擊穿厚板的電流。根據這種現象，半導體也許可以利用微弱的電訊號來控制強大得多的電訊號。低強度的電流可以作為輸入訊號來控制（或者通斷）高強度的輸出電流。這樣的話，半導體也可以像真空管一樣用作放大器或者通斷開關。

然而這種“場效應”（field effect）理論還存在一個小問題：在測試這個理論的時候，肖克利的團隊向一塊金屬板加上了1 000伏特的電壓，然後把它放在距離半導體材料表面僅為1毫米的位置，但是什麼事情都沒有發生。“電流沒有出現可觀察的變化。”他在實驗記錄中寫道。他後來表示這種情況“十分令人費解”。

找出一個理論失敗的原因可以幫助提出一個更好的理論，所以肖克利要求巴丁為此給出一個解釋。他們對一個叫作“表面態”的概念進行了長時間的討論，表面態指的是距離材料表面最近的原子層的電子性質和量子力學描述。五個月之後，巴丁得出了自己的研究結果。他走到自己與布拉頓共用的黑板前面，寫下自己的想法。

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