約翰·巴丁

1923年進入威斯康星大學麥迪遜分校電機工程系學習，1928年取得學士學位。

1929年取得碩士學位，去古爾夫研究實驗室，研究地球物理學三年。在進取心的驅使下，他又去新澤西州普林斯頓大學做研究生，鑽研數學和物理學。在那裡，尤金·魏格納（Eu9enewi9ne r）把他領入了固體物理學的大門，正是在這個領域裡，巴丁先後兩次獲得諾貝爾物理學獎金。

1935年到1938年期間任哈佛大學研究員，並於1936年獲得普林斯頓大學博士學位。

1930年到1933年期間，巴丁在匹茲堡海灣實驗研究所從事地球磁場及重力場勘測方法的研究。

1933年巴丁進入普林斯頓大學，在E.P.魏格納的指導下研究固體物理學。

1936—1938年間，在哈佛大學任教兩年。

1938年到1941年間，巴丁擔任明尼蘇達大學助理教授。

1941年到1945年在華盛頓海軍軍械實驗室工作。

1945年到1951年在貝爾電話公司實驗研究所研究半導體及金屬的導電機制、半導體表面性能等問題。

1947年和同事布拉頓發明了半導體三極體，一個月後，肖克利發明了PN結晶體管，三人因發現晶體管效應共同獲得1956年諾貝爾物理學獎。

1951年以後，巴丁任伊利諾斯大學的物理學教授兼電氣工程教授，退休后擔任該校的名譽教授。在伊利諾斯大學，巴丁幫助制訂了超導性和半導體的研究規劃，後期的研究興趣主要集中在低溫物理學的理論方面，包括對超流體氦B的研究。

1957年，巴丁和庫珀、施里弗共同創立了BCS理論，對超導電性做出了合理的解釋。他們三人也因此獲得1972年諾貝爾物理學獎。巴丁是一位兩次獲得諾貝爾物理學獎的人。

1938年與麥克斯韋結婚，婚後育有兩子一女。業餘時間巴丁喜歡旅遊和打高爾夫球。

由於工業上各種電子管如二極體、三極體、四極管和五極管的製造技術不斷發展，在物理學中便產生了一個新的學科，叫做電子學。藉助於各種電子管和適當的電路，很容易實現整流、小信號的放大和產生各種頻率的無衰減的電振蕩。在電子管中，在不同電極間電的輸運是靠真空中的自由電子完成的。但在固體物質中，電荷的輸運要複雜得多。純金屬都有很好的導電性，電荷輸運是靠金屬中的自由電子完成的。在半導體中，例如摻微量雜質砷（或鋼）之類的N型或P型）半導體，電流是靠電子（或空穴）來傳導的。後來又發現半導體在某些條件下具有很好的整流作用。對半導體現象進一步研究的結果開拓了物理學的又一重要領域，即固體物理學。由於這門學科具有明顯的實用價值，所以從四十年代開始，許多工業部門和研究部門對它進行了多方面的深入研究。第二次世界大戰末期，美國物理學家肖克利和布拉坦已經開始研究半導體材料及其在電子技術中應用的可能性問題。

1945年，巴丁很快參加了這項工作，並在其中起了很大的作用。他提出一個關於電子行為性質的假設，指明了達到理想固體器件的途徑。他們三人組成的研究小組在巴丁的這個假設下發現，與電極接觸的特定排列的半導體層，如PNP或NPN排列，不但能起整流作用，而且還可以放大電流或電壓。這樣，他們三人終於在1947年末發明了一種半導體器件，用來代替笨重易碎且效率很低的真空管。他們將這種器件定名為“Transferre sistor9，後來縮寫為“TranslstorV，中譯名就是晶體三極體。晶體管的三個電極分別稱為發射極、基極和集電極，在外加直流電壓的作用下，發射極發射載流子（電子或空穴），這些載流子很小一部分流入基圾，絕大部分流入集電極。如果用微弱的外加信號控制基極電流，那麼小的基極電流變化會引起大的案電極電流的變化，這就是晶體三極體的放大作用。晶體管比普通電子管具有一些明顯的優點，例如功耗低、尺寸小、壽命長等。晶體管的出現引起了電子技術的一場大革命，出現了晶體管收音機、晶體管電視機和微型電子計算機等。這場革命一直延續到現在，從分立晶體管發展到集成電路，從小規模集成電路發展到中規模、大規模和目前的超大規模集成電路。

後來，巴丁又與庫珀和斯里弗密切合作，在1957年提出BCS理論，成功地解釋了幾十年來許多科學家，其中至少包括五位諾貝爾物理學獎金獲得者沒能解釋的超導現象。Bcs是他們三人的姓Bardeen、Cooper和Schrieffer的字首縮寫，而BCS理論就是巴丁—庫珀—斯里弗理論。他們三人堪稱科學史上老年科學家與青年科學家相結合的典範。

大約在1950年，美國標難局的E.麥克斯韋（E．Maxwell）和拉特格斯大學的塞林(B.serin）領導下的一個小組分別獨立發現，某一金屬出現超導性時的溫度是與這個金屬的原子量成反比例的。塞林打電話給巴丁，把這個發現告訴他，巴丁一聽到這個消息，立即想到必需把電子—聲子相互作用包含在內，即必須考慮金屬晶格中的原子對傳導電子的效應。但是，這些早期的嘗試未能成功地解釋超導性。

1956年，年僅二十六歲的伊利諾斯大學的副研究員庫珀指出，金屬中具有費米能級附近能量的兩個電子，彼此鬆散地吸引對方，會形成一種共振態，叫做一個“庫珀對”。下一年，巴丁和當時還是研究生的斯里弗把庫珀的想法應用於多個電子，指出所有傳導電子如何可以形成一種新的合作狀態。按照這個模型，在金屬中正常移動的自由電子是成對稻合的，並同金屬品格相互作用。這些電子對具有共同的動量，它們並不隨意地受個別電子隨機散射的影響，所以，有效電阻是零。自從量子理論發展以來，BCS理論被稱為是對理論物理學的最重要貢獻之一。由於BCS理論的指導，超導體已可以在稍高的溫度下形成，製成了這樣的超導合金。因此，對超導性的神話般的研究已導致種種實用成果，如超導磁鐵、超導體電子計算機，功率傳輸線等。美國IBM公司集中了很大力量，已使超導計算機得到了很大發展。

巴丁教授在二十多年前就提出了量子尺寸效應，這問題近年在美國和國際上頗受重視。他還提出利用量子尺寸效應的原理研究製造所謂的GaAs—0aAlAs多層量子5ff異質結激光器。雖然倫敦曾把超導體看作“微觀尺度上的量子結構”，卻是約瑟夫遜（B．Josephson）利用BCS理論來預言微觀現象，並製成約瑟夫遜結。約瑟夫遜效應製成的靈敏器件可以測量電流、電壓和磁場等。BCS理論的建立引起了大量更加深入的探索，由於這一貢獻，三人於1972年共同獲得諾貝爾物理學獎金。

1959—1962年間，任美國總統科學諮詢委員會委員。

1960年以後，任羅徹斯特靜電複印公司的經理。他是美國國立科學院院士，美國科學促進協會、物理學會和哲學學會的會員，並曾擔任過美國物理學會的主席。

1980年5月，巴丁應中華人民共和國教育部和 北京大學校長周培源的邀請來中國講學。在北京大學講學期間，作了有關“超導問題的發展和近況”、“超導計算機發展近況”以及“量子階異質結激光器”等方面的報告。巴丁特別提到超導應用目前有大功率（兆瓦）和小功率（微瓦）兩個方面，前一方面主要是超導磁體的各種應用，近年的發展比人們預期的慢；後者是超導性用於電子器件，發展比人們預期的快。