Ellen D. Williams (vědec) - Ellen D. Williams (scientist) - Wikipedia

Pro herečku viz Ellen Dinalo Williams.
Ellen Williams
Profesorka Ellen Williamsová ForMemRS.jpg
Ellen Williams na královská společnost přijímací den v Londýně v roce 2016
narozený
Ellen D. Williams

(1953-12-05) 5. prosince 1953 (věk 67)
Zaměstnavatel
Alma mater
OceněníČlen Národní akademie věd (2005)
Zahraniční člen Královské společnosti (2016)
Vědecká kariéra
TezeStudium chemické adsorpce pomocí nízkoenergetické elektronové difrakce  (1982)
Doktorský poradceWilliam Henry Weinberg
webová stránkawww. absolventi.caltech.edu/ rozlišující absolventi/2016/5/27/ ellen-d-williams-phd-82-chemistry

Ellen D. Williams (narozená 5. prosince 1953 v Oshkosh, Wisconsin) je americká vědecká pracovnice, známá především výzkumem povrchových vlastností a nanotechnologií, angažováním se v technických otázkách národní bezpečnosti jako hlavní vědecká pracovnice BP a pro vládní služby jako ředitel ARPA-E.[1]

raný život a vzdělávání

Narozen v Oshkosh, Wisconsin Williams vyrostl na předměstí Detroit, Michigan.,.[2][3] Zúčastnila se Michiganská státní univerzita a přijal ji Bakalář věd v oboru chemie v roce 1976. Její postgraduální studium bylo na Kalifornský technologický institut, kde ji přijala PhD v chemii v roce 1981 pro výzkum pod dohledem Williama Henryho Weinberga.[4]

Kariéra

Williams dělal postdoktorské studium na University of Maryland pod dohledem R.L. Parka v letech 1981 až 1983. Poté povýšen na odborného asistenta na katedře fyziky a astronomie, která je součástí University of Maryland College of Computer, Mathematical, and Natural Sciences, v roce 1987 působila jako docentka a v roce 1991 profesorkou fyziky na Ústavu fyzikální vědy a technologie. Na základě své základní práce v morfologii pevných povrchů založila v roce 1991 skupinu pro výzkum materiálů University of Maryland. v roce 1996 se stala Vědeckotechnickým centrem materiálového výzkumu. V letech 1996 až 2009 působila jako jeho ředitelka. V roce 2000 byla jmenována významnou univerzitní profesorkou.[4] V roce 2003 byla zvolena na Americkou akademii umění a věd,[5] a Národní akademii věd v roce 2005.[2] V letech 2009–11 působila jako předsedkyně výboru NAS pro technické otázky týkající se Smlouvy o všeobecném zákazu zkoušek.

V roce 2010 si Williams vzal volno z UMD, aby se stal hlavním vědeckým pracovníkem BP, kterou zastávala do dubna 2014. Poté byla nominována prezidentem Barack Obama v listopadu 2013 se stal ředitelem společnosti ARPA-E a čeká na potvrzení Senátu, stala se vedoucí poradkyní v kanceláři Ministr energetiky. Byla potvrzena 8. prosince 2014 a následně přísahala do své pozice v ARPA-E.[6] Působila jako ředitelka ARPA-E až do konce Obamovy administrativy v lednu 2017 a poté znovu nastoupila na pozici Distinguished University Professor na University of Maryland. V květnu 2020 byl Williams jmenován ředitelem Interdisciplinární centrum pro vědu o Zemi na University of Maryland. Její pětileté funkční období ředitelky začne v červenci 2020.[7] Sedí v Mezinárodním vědeckém poradním výboru Austrálie Centrum excelence ARC v oblasti budoucích nízkoenergetických elektronických technologií.[8]

Akademický výzkum

Williamsův výzkum v oblasti experimentální vědy o povrchu zkoumá základní problémy statistické mechaniky, zejména včetně nanotechnologií pro praktické aplikace. Její výzkumná skupina propagovala aplikace technik přímého zobrazování pro struktury v atomovém měřítku na površích. Úzce spolupracovala s teoretiky na navrhování experimentů k řešení teoretických a koncepčních otázek důležitých pro oblasti katalýzy, růstu tenkých vrstev a nanoelektroniky. Publikovala více než 200 akademických článků, které byly citovány více než 8 000krát. Její nejcitovanější práce zahrnuje nejméně čtyři oblasti základního výzkumu (viz Vybrané publikace níže); vztahy struktury a transportu v grafenu, morfologie povrchu a kolísání stupňů, elektronické interakce s povrchovými defekty a interakce adsorbátů.

Technické problémy národní bezpečnosti

Souběžně se svou akademickou kariérou Williamsová intenzivně pracovala na poskytování technického poradenství vládě USA, zejména prostřednictvím ministerstev energetiky a obrany. Na základě svých zkušeností byla v roce 2009 požádána, aby provedla studii o otázkách ověřování jaderných zkoušek,[9] což byla jedna z obav citovaných v rozhodnutí Senátu neratifikovat smlouvu v roce 1999. Výsledná zpráva,[10] přezkoumává možnosti ověřování v USA a v Organizaci pro komplexní zákaz jaderných zkoušek (CTBTO) a ukazuje, že schopnost detekce významně pokročila v letech po rozhodnutí USA neratifikovat v roce 1999. Tato zpráva staví nejmodernější detekční schopnosti do kontextu různých typů hrozeb šíření a poskytuje tak hodnotný kontext pro osoby s rozhodovací pravomocí. Zpráva také zdůrazňuje význam zachování a dalšího zdokonalování technických schopností pro ověřování, a to jak v USA, tak v CTBTO. Williams je místopředsedou JASON, nezávislá skupina vědců nabízejících vládě USA poradenství v klíčových otázkách vědy a techniky.[11]

Chief Scientist ve společnosti BP

Ve společnosti BP pracovala Williams ve společnosti Group Technology, kde měla na starosti zajišťování technologických programů a strategický výzkum a vývoj programů. Na začátku svého funkčního období založila počáteční poradní strukturu pro výzkumnou iniciativu společnosti Gulf of Mexico společnosti BP[12] V rámci společnosti se zasazovala o zvýšenou implementaci pokročilých výpočetních přístupů v molekulární chemii, dynamice tekutin, distribuovaném snímání a analýze „velkých dat“. Vedla také strategický výzkumný program pro více univerzit zaměřený na omezení přírodních zdrojů v kontextu energie (výzva energetické udržitelnosti).[13] Kromě rozsáhlých univerzitních publikací o výzkumu, které vyplynuly z programu, vytvořil tým ESC také tři referenční brožury o otázkách energetických zdrojů, „The ESC Materials Handbook“,[14] „Voda v energetickém průmyslu,“ [15] a „Biomasa v energetickém průmyslu“.[16] Williams hovořil široce o potřebě pokroku ve vědě a technologii, aby udržitelně dodával energii, kterou svět potřebuje.[17]

Ministerstvo energetiky

Před potvrzením Senátu o své roli v ARPA-E působila Williams jako hlavní poradce tajemníka pro politiky, problémy a plány přenosu technologií DOE. Založila nový Office of Technology Transitions oddělení[18] rozšířit ekonomický dopad rozsáhlých výzkumných a vývojových aktivit katedry.

Williams se připojil k ARPA-E těsně před jejím šestým výročím jako portfolio agenturních programů rozvoje aktivních a absolventských technologií agentury[19] tvořili řadu inovací energetické technologie, která sahá od rané fáze do zralejších fází technické připravenosti. V důsledku jedinečného provozního modelu ARPA-E, ve kterém jsou projekty řízeny jak proti ambiciózním technickým, tak komerčním cílům, se rostoucí počet vyspělých projektů ukázal být atraktivní pro následné investory, měl produkty v terénu nebo měl komerční fázi v rané fázi produkty.[20][21] Během svého působení v ARPA-E se Williams zaměřila na zefektivnění administrativních procesů ARPA-E za účelem lepší podpory inovačních týmů pracujících v rámci financování ARPA-E, na posílení podpory poskytované týmům při přípravě jejich nových technologií na komerční využití a na zavedení přísného hodnocení praktik. Pod jejím vedením vypracovala agentura první dva z plánované roční řady posouzení dopadů, které představují výzvy, technické úspěchy a cesty ke komerčnímu dopadu vybraných projektů ARPA-E.[22][23]

Ceny a vyznamenání

V roce 2016 byl Williams zvolen a Zahraniční člen Královské společnosti (ForMemRS) z Londýna.[24] Mezi další vyznamenání patří:[4]

Vybrané publikace

Williams byl autorem nebo spoluautorem mnoha recenzováno vědecký časopis článků[1] počítaje v to:

Strukturně-transportní vztahy v grafenu

Použitím experimentálních přístupů vyvinutých během její kariéry Williams spolupracovala se spolupracovníkem Michaelem Fuhrerem na vývoji klíčového včasného porozumění strukturálním výkyvům a interakcím defektů při definování vlastností grafenu.

  • 2007 Masa Ishigami, J. H. Chen, W. G. Cullen, M. S. Fuhrer a E. D. Williams, „Atomic Structure of Graphene on SiO2, Nano Letters 7, 1643-8 doi:10.1021 / nl070613a
  • 2008 J.H. Chen, C. Jang, M.S. Fuhrer, E.D. Williams a M. Ishigami, Nabitý rozptyl nečistot v grafenu, Nature Physics 4, 377-381
  • 2009 J. H. Chen, W. G. Cullen, C. Jang, M. S. Fuhrer a E. D. Williams, Defect Scattering in Graphene, Physical Review Letters 102, 236805
  • 2011 J.-H. Chen, L. Li, W.G. Cullen, E.D. Williams a M.S. Fuhrer, Tunable Kondo efekt v grafenu s defekty, Nature Physics, 7, 535

Morfologie povrchu a skokové výkyvy

Williamsova výzkumná skupina objevila pozoruhodnou schopnost křemíkových povrchů podstoupit reverzibilní změny struktury v mikronovém měřítku a demonstrovala, jak jsou tyto změny termodynamicky definovány změnami volné energie kroků na povrchu. Následná experimentální práce skupiny elegantně umístila pozorování struktur a fluktuace kroků do univerzálně použitelného teoretického formalismu.

  • 1987 R.J. Phaneuf a E.D. Williams. „Povrchová fázová separace vicinálního Si (111),“ Phys. Rev. Lett. 58: 2563. doi:10.1103 / PhysRevLett.58.2563
  • 1990 X.-S. Wang, J. R. Goldberg, N. C. Bartelt a E. D. Williams, Distribuce šířky terasy na Vicinal Si (111), Phys. Rev. Lett. 65: 2430-33. doi:10.1103 / PhysRevLett.65.2430
  • 1991 E.D. Williams a N.C. Bartelt, Termodynamika povrchové morfologie, ”Science 251, 393 (1991), doi:10.1126 / science.251.4992.393
  • 1993 N.C.Bartelt, T.L. Einstein, E.D. Williams, J. J. Métois, J. C. Heyraud, J. L. Goldberg, The Brownian Motion of Steps on Vicinal Si (111), Phys. Rev. B48, 15453.
  • 1991 R.J. Phaneuf, N.C. Bartelt, E.D. Williams, W. Swiech a E. Bauer., LEEM Investigation of Orientational Phase Separation on Vicinal Si (111), Phys. Rev. Lett. 21, 2986.
  • 1999 H.-C. Jeong a E.D. Williams, „Steps on Surfaces: Experiment and Theory“, Surface Sci. Zpráva, 34; 171-294. (Recenze článek)
  • 2001 K. Thuermer, J. Reutt-Robey, E.D. Williams, M. Uwaha, A. Emundts a H.P. Bonzel, „Kroková dynamika ve 3D relaxaci tvaru krystalu“ Fyz. Rev. Lett. 87: 186102-4. doi:10.1103 / PhysRevLett.87.186102

Elektronické interakce s povrchovými vadami

Williamsova skupina také zkoumala interakci povrchové struktury s elektrickými poli a proudy. Ukázali, jak neuvěřitelně malý přenos hybnosti způsobený srážkou elektronů s atomem může přesto způsobit přeskupení materiálu v mikronovém měřítku v blízkosti povrchů.

  • 1996 Y. N. Yang, E. Fu a E.D. Williams, STM Study of Current Induced Step Bunching on Si (111), Surface Sci. 356, 101 111.
  • 1995 E.D. Williams, E. Fu, Y. N. Yang, D. Kandel a J.D. Weeks, Měření anizotropního poměru během proudového indukovaného krokového dělení, Surface Sci. 336, L746.
  • 2000 C.S.Ganpule, V. Nagarajan, S.B. Ogale, A.L. Roytburd, E.D. Williams a R. Ramesh, kinetika nukleace a relaxace domén ve feroelektrických tenkých vrstvách, Applied Physics Letters 77 3275-3277.
  • 2010 C.G. Tao, W.G. Cullen a E.D. Williams, Vizualizace síly rozptylu elektronů v nanostrukturách, Science 328, 736-740

Interakce adsorbátu

Williamsova diplomová práce zkoumala, jak katalyticky důležité molekuly, jako je oxid uhelnatý a vodík, interagují s kovovými povrchy. Provedla klíčová pozorování toho, jak se takové molekuly organizují na površích a jak molekuly (které se nazývají „adsorbáty“, jakmile jsou na povrchu) vzájemně interagují. O povaze takových adsorbátů a jejich vztahu k tvorbě struktur na površích informovala veškerá Williamsova následná práce.

  • 1978 E.D. Williams, S. L. Cunningham a W.H. Weinberg, Stanovení energií interakce Adatom Adatom: Aplikace na kyslík chemisorbovaný na povrchu wolframu (110), J. Chem. Phys. 68, 4688.
  • 1979 E.D. Williams a W.H. Weinberg, Geometrická struktura oxidu uhelnatého chemisorbovaného na povrchu ruthenia (001) při nízkých teplotách, “Surface Sci. 82, 93
  • 1980 E.D. Williams, P.A. Thiel, W.H. Weinberg a J.T. Yates, Jr., Segregace Co absorbovaných druhů: vodík a oxid uhelnatý na povrchu Rh (111), J. Chem. Phys. 72, 3496
  • 1994 Y. N. Yang a E.D. Williams, vysoká hustota atomu ve fázi „1 x 1“ vzniku metastabilních rekonstrukcí na Si (111), Phys Rev. Lett. 72, 1862
  • 2005 Bo Xu, Chenggang Tao, William G. Cullen, Janice E. Reutt-Robey a Ellen D. Williams, Chiral Symmetry Breaking in Two-Dimensional C60-ACA Intermixed Systems, Nano Letters 5, 2207-11.

Reference

  1. ^ A b Ellen D. Williams publikace indexované indexem Scopus bibliografická databáze. (vyžadováno předplatné)
  2. ^ A b Ahmed, Farooq (2008). „Profil Ellen D. Williamsové“. Sborník Národní akademie věd. 105 (43): 16415–16417. Bibcode:2008PNAS..10516415A. doi:10.1073 / pnas.0809617105. ISSN  0027-8424. PMC  2575434. PMID  18946030.
  3. ^ Prohlášení Ellen D. Williamsové před Výborem pro energii a přírodní zdroje v Senátu (17. prosince 2013)
  4. ^ A b C University of Maryland, Curriculum Vitae od Ellen D. Williams
  5. ^ Americká akademie umění a věd, noví členové, třída 2003.
  6. ^ Energy.gov, "Dr. Ellen Williams potvrzena jako ředitelka ARPA-E"
  7. ^ Robinson, Abby. „Významná univerzitní profesorka Ellen Williamsová jmenována ředitelkou interdisciplinárního centra UMD Earth System Science Science“. Interdisciplinární centrum pro vědu o Zemi. Interdisciplinární centrum pro vědu o Zemi. Citováno 20. května 2020.
  8. ^ "Biografie Dr. Williamse". Centrum pro budoucí nízkoenergetické elektronické technologie. Citováno 9. listopadu 2017.
  9. ^ „Posouzení ověřitelnosti smlouvy, rozhovor s Ellen Williamsovou, ředitelkou Agentury pro pokročilé výzkumné projekty amerického ministerstva energetiky - Energie“, publikace CTBTO Spectrum, číslo 23, s. 13 (2015),
  10. ^ „Technické problémy týkající se Smlouvy o všeobecném zákazu zkoušek,“ Národní rada pro výzkum, 2012.
  11. ^ "Jason - tajná skupina poradců pro vědu ze studené války - bojuje o přežití v 21. století."
  12. ^ Historie GOMRI.
  13. ^ Energie a přírodní zdroje.
  14. ^ Zepf V., Reller A., ​​Rennie C., Ashfield M. & Simmons J .: Materiály kritické pro energetický průmysl. Úvod. 2. vydání, BP (2014). .[ISBN chybí ]
  15. ^ Williams E. D. a Simmons J. E .: Voda v energetickém průmyslu. Úvod. BP (2013).[ISBN chybí ]
  16. ^ Davis, S.C., Hay, W. & Pierce, J., Biomasa v energetickém průmyslu: úvod, BP (2014).[ISBN chybí ]
  17. ^ „Pohled vědce na výzkum udržitelné energie, Ellen Williams, hlavní vědecká pracovnice, BP“. Archivovány od originál dne 19. 9. 2015. Citováno 2016-06-30.
  18. ^ Energetické oddělení oznamuje novou kancelář technologických přechodů.
  19. ^ Projekty a programy ARPA-E.
  20. ^ Projekty ARPA-E získají více než 1,25 miliardy USD z následného soukromého financování transformačních energetických technologií.
  21. ^ [1]
  22. ^ Zaměstnanci ARPA-E, „ARPA-E: Prvních sedm let - vzorkování výsledků projektu“, Datum publikace: úterý 23. srpna 2016.
  23. ^ Zaměstnanci ARPA-E, „ARPA-E Impacts: A Sample of Project Outcomes, Volume II ,: Datum zveřejnění: pondělí 27. února 2017.
  24. ^ Anon (2016). „Profesorka Ellen Williams ForMemRS“. royalsociety.org. Londýn: královská společnost. Archivovány od originál dne 23. září 2016. Citováno 1. května 2016.
  25. ^ „Ellen Williamsová jmenována členkou Americké asociace pro rozvoj vědy“. Citováno 2020-08-22.
  26. ^ Členský adresář NAS.
  27. ^ Příjemci přednášek MRS, David Turnbull.
  28. ^ „AAAS, Kniha členů“. Archivovány od originál dne 2014-08-30. Citováno 2018-10-14.
  29. ^ AVS, vyznamenání společnosti, seznam spolupracovníků.
  30. ^ Archiv vyznamenání APS.
  31. ^ „Cena prezidenta Young Investigator Award (materiálový výzkum)“. Národní vědecká nadace. Citováno 2020-08-24.