Jagdish Narayan - Jagdish Narayan - Wikipedia

Jagdish Narayan
Jagdish Narayan accepting the O Max Gardner award.jpg
narozený
Kanpur, Indie
Národnostindický
Ostatní jménaJay Narayan
Státní občanstvíSpojené státy
obsazeníProfesor
ZaměstnavatelStátní univerzita v Severní Karolíně
Známý jakoQ-uhlík, epitaxe shody domén, laserové žíhání
Děti1

Jagdish Narayan[1] je indický americký inženýr. Od roku 2001 působil jako významný profesor John C. C. Fan Family na katedře materiálových věd a inženýrství na Státní univerzita v Severní Karolíně. On je také význačný hostující vědec na Národní laboratoř v Oak Ridge. Narayan publikoval více než 500 vysoce účinných článků v časopisech, přičemž jeho objevy byly zahrnuty ve více než 40 amerických a mezinárodních patentech. Jeho dílo lze rozdělit na vysoce nerovnovážné laserové zpracování nových nanomateriálů, včetně Q-uhlík, Q-BN,[2] materiály související s diamanty a c-BN. Tyto výzkumné články obdržely více než 31 000 citací Google s indexem h> 85.[3] Narayan a jeho studenti to objevili Q-uhlík jako nový allotrope, čímž se našel nový způsob výroby diamantu a příbuzných materiálů v okolních podmínkách, což vedlo k vlastnostem a aplikacím od vysokoteplotní supravodivosti v Q-uhlíku dopovaném borem[4] na tvrdost než diamant v Q-karbonu na vylepšenou emise pole v Q-uhlíku[5] nanodiamantům dopovaným dusíkem[6][7] pro kvantové výpočty, nanosnímání a polovodičová zařízení.

raný život a vzdělávání

Jagdish Narayan přišel do Spojených států v roce 1969 z Indie.[8] Po ukončení bakalářského studia (s vyznamenáním a vyznamenáním) z IIT Kanpur, Indie,[9] přidal se UC Berkeley v roce 1969 a za dva roky dokončil MS (1970) a PhD (1971) z materiálových věd a techniky. Jeho disertační práce vedla k publikaci desítek článků o defektech a difúzních jevech v archivních časopisech. Jeho nezletilí v Berkeley byli fyzika, elektrotechnika a počítačové inženýrství. Narayan pokračoval ve svém výzkumu rozhraní těchto disciplín vědy o materiálech, fyziky, elektrického a počítačového inženýrství.

Profesionální kariéra

Po ukončení doktorátu na Kalifornské univerzitě v Berkeley byl Narayan jmenován metalurgem výzkumu na Lawrence Berkeley National Laboratory[10] z let 1971–1972. Později přešel do divize Solid State v Národní laboratoř v Oak Ridge, kde působil jako vedoucí vědecký pracovník a vedoucí skupiny ve skupině Thin Films and Electron Microscopy Group (1972–1984). V roce 1984 nastoupil na státní univerzitu v Severní Karolíně jako profesor NC mikroelektroniky a ředitel Centra mikroelektroniky v Severní Karolíně. Jeho mnohostranný přístup a příspěvky k výzkumu a výuce vedly k jeho jmenování Distinguished University Professor v roce 1989. V roce 2001 byl jmenován profesorem John C. Fan Distinguished Chair. Působil také jako ředitel divize materiálového výzkumu (DMR) americké národní nadace (1990–1992). Pod jeho vedením Národní vědecká nadace zahájil velmi úspěšnou prezidentskou iniciativu pro pokročilé materiály a zpracování, díky níž získal Cenu NSF za vynikající služby.[11] Mentoroval přes 80 doktorátů, kteří jsou velmi úspěšní v oblasti syntézy a zpracování nových nanomateriálů, charakterizace atomových a nanoměřítkových materiálů, korelace struktur a vlastností, modelování a zařízení.

Výzkum

S objevem nanosekundového laserového žíhání byl Narayan průkopníkem ve vývoji interakcí laser-pevná látka a přechodného tepelného zpracování nanomateriálů a epitaxních tenkých vrstev. S rozvojem techniky pulzního laserového nanášení a paradigmatu epitaxe shody domén vytvořil uvolněné stechiometrické tenké filmy na průmyslově relevantních substrátech napříč škálou chyb. Tento vývoj v technologii výroby materiálů vedl k výrobě nových multifunkčních materiálů, jako jsou přesycené polovodičové slitiny, kovokeramické nanokompozity a solární články rozptýlené laserem.

Při práci na laserovém žíhání[12][13] z polovodičových slitin to Narayan propagoval jako techniku ​​volby pro dosažení časové a prostorové kontroly nad koncentrací dopantu v dopovaných polovodičích.[14] Tato technika vedla k objevu Q-uhlíku a Q-BN a přeměně amorfního uhlíku na diamant a h-BN na c-BN[15][16] za okolních podmínek jsou důležité při dláždění cesty k snadné syntéze diamantových a cBN derivátů. Klíčovým aspektem tohoto objevu je tvorba taveniny uhlíku ve velmi podchlazeném stavu (přes 1000 K) pod normální teplotou tání, po níž následuje ultrarychlé zhášení za vzniku nové fáze uhlíku (pojmenované Q-uhlík). Při snižování podchlazení dochází k tvorbě relativně nižšího energetického stavu, tj. Diamantu. Následné práce ve zpracování materiálů a řízené žíhání laserem vyústily v vývoj hlášený v: ACS Nano;[17][18] ACS aplikované nanomateriály;[19] Aplikovaná fyzikální písmena;[20][21][22] Journal of Applied Physics;[23][24] Dopisy o materiálovém výzkumu;[25] MRS komunikace.[26][27]

Dopad výzkumu

Narayan vyvinul doménu odpovídající epitaxi (DME),[28][29] což zahrnuje shodu integrálních násobků mřížkových rovin, řešení epitaxního růstu heterostruktur napříč škálou ztracené existence. Epitaxe shody domén vedla k integraci oxidů a III-nitridů na průmyslově relevantní (100) Si a safírové substráty (US patent č. 7 803 717) (US patenty č. 5 406 123 a 6 955 985).

Jeho výzkumná skupina v NC State se zaměřuje na kontrolovanou výrobu a zpracování nových nanomateriálů využívajících pulzní laserovou depozici pomocí PLD a Laser MBE jednotek, tepelné zpracování materiálů pomocí nanosekundového laserového žíhání a generování nových epitaxních heterostruktur v měřítku ztracených schopností, s využitím epitaxe odpovídající doméně . Přístup k výrobě je doplněn skenovací / transmisní elektronovou mikroskopií s vysokým rozlišením pro analýzu defektů a rozhraní v atomovém měřítku za účelem korelace výkonu zařízení s atomovou strukturou. Tento přístup syntézy materiálů pomocí nerovnovážných technik a porozumění složitým korelacím struktury a vlastnosti vedly k objevu Q-uhlíku a Q-BN: nových hustě zabalených amorfních allotropů v uhlíku a nitridu boru daleko od rovnováhy.[26] Dopování boru v Q-uhlíku má za následek polyamorfismus a vysokoteplotní supravodivost typu II v Q-uhlíku dopovaném B s supravodivé přechodová teplota 55 K.[4]

Využití epitaxního paradigmatu DME,[29] skupinové integrované VO2 se Si pro vývoj inteligentních infračervených senzorů na jediném počítačovém čipu. Tento vývoj v oblasti výzkumu, zejména v oblasti nitridů III, byl uznán Americkým fyzikálním ústavem za Nobelovu cenu za fyziku na diodách emitujících modré světlo (LED) vyrobených z materiálů na bázi nitridu galia.[30][31] Jedna z klíčových výzkumných prací[32] byl vybrán Americký fyzikální institut se zaměřením na vývoj materiálů na bázi GaN používaných při práci nositelů Nobelovy ceny. Jeho vynález nano-kapesních LED diod je klíčovou architekturou využívanou v účinných diodách emitujících světlo na bázi nitridu galia. Na konci sedmdesátých let byl Narayan průkopníkem zachycování dopantů v rozpuštěných látkách v polovodičových materiálech svými objevy nanosekundového laserového žíhání.[33] Toto rozsáhlé zachycování rozpuštěných látek nad retrográdními limity rozpustnosti mělo za následek tvorbu přesycených polovodičových slitin používaných v současných integrovaných obvodech.[12][34] Tento objev vyústil v jeho přijetí Americké ministerstvo energetiky cena v roce 1981 a cena IR-100 v roce 1983. V roce 2011 Acta Materialia udělil Zlatou medaili Narayanovi za to, že působil jako průkopník ve vědě o materiálech v pevné fázi a jeho celosvětové vedení. Myšlenku, že zachycování rozpuštěných látek lze využít k výrobě nových materiálů, představil John Cahn počátkem 70. let, což vyústilo ve vývoj kvazikrystalů na zachycování rozpuštěných látek Mn ve slitinách Al-Mn a případný rok 2011 Nobelova cena cena pro Dan Schetman za jeho práci na kvazikrystaly.

Vyznamenání a ocenění

Reference

  1. ^ "Jay Narayan". Věda o materiálech a inženýrství. 2017-03-07. Citováno 2019-10-07.
  2. ^ Narayan, Jagdish; Bhaumik, Anagh; Xu, Weizong (09.05.2016). „Přímá přeměna h-BN na c-BN a tvorba epitaxních c-BN / diamantových heterostruktur“. Journal of Applied Physics. 119 (18): 185302. Bibcode:2016JAP ... 119r5302N. doi:10.1063/1.4948688. ISSN  0021-8979.
  3. ^ „Jay Narayan - Citace Google Scholar“. scholar.google.com. Citováno 2019-10-07.
  4. ^ A b Bhaumik, Anagh; Sachan, Ritesh; Gupta, Siddharth; Narayan, Jagdish (26. 12. 2017). „Objev vysokoteplotní supravodivosti (Tc = 55 K) v B-dopovaném Q-karbonu“. ACS Nano. 11 (12): 11915–11922. doi:10.1021 / acsnano.7b06888. ISSN  1936-0851. PMID  29116751.
  5. ^ Haque, Ariful; Narayan, Jagdish (01.06.2018). "Emise elektronového pole z Q-uhlíku". Diamant a související materiály. 86: 71–78. Bibcode:2018DRM .... 86 ... 71H. doi:10.1016 / j.diamond.2018.04.008. ISSN  0925-9635.
  6. ^ Narayan, Jagdish; Bhaumik, Anagh (04.07.2017). „Nová syntéza a vlastnosti čistých nanodiamantů a dalších nanostruktur dopovaných NV“. Dopisy o materiálovém výzkumu. 5 (4): 242–250. doi:10.1080/21663831.2016.1249805.
  7. ^ 10240251, Narayan, Jagdish, „Patent Spojených států: 10240251 - Syntéza a zpracování čistých a NV nanodiamantů a dalších nanostruktur pro aplikace kvantového výpočtu a magnetického snímání“, vydaný 26. března 2019 
  8. ^ „Předchozí významní oceněni absolventi4“. iitk.ac.in. Citováno 2019-10-16.
  9. ^ „Indický technologický institut Kanpur“, Wikipedia, 2019-09-22, vyvoláno 2019-10-07
  10. ^ „Berkeley Lab - Lawrence Berkeley National Laboratory“. lbl.gov. Citováno 2019-10-07.
  11. ^ "TMS novinky". JOM. 50 (2): 61–68. 1998-02-01. Bibcode:1998JOM .... 50b..61.. doi:10.1007 / s11837-998-0252-3. ISSN  1543-1851.
  12. ^ A b White, C. W .; Narayan, J .; Young, R. T. (04.05.1979). „Laserové žíhání iontově implantovaných polovodičů“. Věda. 204 (4392): 461–468. Bibcode:1979Sci ... 204..461W. doi:10.1126 / science.204.4392.461. ISSN  0036-8075.
  13. ^ NARAYAN, J .; GODBOLE, V. P .; WHITE, C. W. (1991-04-19). "Laserová metoda pro syntézu a zpracování kontinuálních diamantových filmů na nediamantových substrátech". Věda. 252 (5004): 416–418. Bibcode:1991Sci ... 252..416N. doi:10.1126 / science.252.5004.416. ISSN  0036-8075.
  14. ^ 4147563 „Narayan, Jagdish & Rosa T. Young,„ Patent USA: 4147563 - Metoda formování p-n spojů a solárních článků zpracováním laserovým paprskem “, vydaný 3. dubna 1979 
  15. ^ „Patentová přihláška USA: 0170037540“. appft.uspto.gov. Citováno 2019-10-16.
  16. ^ „Patentová přihláška USA: 0170037534“. appft.uspto.gov. Citováno 2019-10-16.
  17. ^ Bhaumik, Anagh; Sachan, Ritesh; Gupta, Siddharth; Narayan, Jagdish (10.11.2017). „Objev vysokoteplotní supravodivosti (Tc = 55 K) v B-dopovaném Q-karbonu“. ACS Nano. 11 (12): 11915–11922. doi:10.1021 / acsnano.7b06888. ISSN  1936-0851.
  18. ^ Brownlee, Christen (2017-11-28). „In Nano“. ACS Nano. 11 (11): 10633–10636. doi:10.1021 / acsnano.7b08070. ISSN  1936-0851.
  19. ^ Lee, T. Randall; Schanze, Kirk S. (2018-01-26). „Představujeme nanomateriály aplikované ACS“. ACS aplikované nanomateriály. 1 (1): 1. doi:10.1021 / acsanm.8b00027. ISSN  2574-0970.
  20. ^ Bhaumik, Anagh; Narayan, Jagdish (2018-05-28). "Elektrochromní účinek v Q-uhlíku". Aplikovaná fyzikální písmena. 112 (22): 223104. Bibcode:2018ApPhL.112v3104B. doi:10.1063/1.5023613. ISSN  0003-6951.
  21. ^ Narayan, Jagdish; Bhaumik, Anagh (říjen 2015). „Aktualizace výzkumu: Přímá přeměna amorfního uhlíku na diamant při okolních tlacích a teplotách ve vzduchu“. Materiály APL. 3 (10): 100702. Bibcode:2015APLM .... 3j0702N. doi:10.1063/1.4932622. ISSN  2166-532X.
  22. ^ Mahan, G. D. (říjen 2016). „Úvod do termoelektriky“. Materiály APL. 4 (10): 104806. Bibcode:2016APLM .... 4j4806M. doi:10.1063/1.4954055. ISSN  2166-532X.
  23. ^ Narayan, Jagdish; Bhaumik, Anagh (07.12.2015). „Nová fáze uhlíku, feromagnetismu a přeměny na diamant“. Journal of Applied Physics. 118 (21): 215303. Bibcode:2015JAP ... 118u5303N. doi:10.1063/1.4936595. ISSN  0021-8979.
  24. ^ Diaham, S; Locatelli, M-L (2013-04-18). "Dielektrické vlastnosti polyamid-imidu". Journal of Physics D: Applied Physics. 46 (18): 185302. Bibcode:2013JPhD ... 46r5302D. doi:10.1088/0022-3727/46/18/185302. ISSN  0022-3727.
  25. ^ Ublekov, F .; Budurova, D .; Staneva, M .; Natova, M .; Penchev, H. (květen 2018). "Samonosné elektrospunové PHB a PHBV / organoklayové nanokompozitní vláknité lešení". Materiály Dopisy. 218: 353–356. doi:10.1016 / j.matlet.2018.02.056. ISSN  0167-577X.
  26. ^ A b Narayan, Jagdish; Gupta, Siddharth; Bhaumik, Anagh; Sachan, Ritesh; Cellini, Filippo; Riedo, Elisa (2018-03-19). "Q-uhlík tvrdší než diamant". MRS komunikace. 8 (2): 428–436. doi:10.1557 / mrc.2018.35. ISSN  2159-6859.
  27. ^ Gupta, Siddharth; Sachan, Ritesh; Bhaumik, Anagh; Pant, Punam; Narayan, Jagdish (2018-04-26). „Podchlazení podporovalo růst Q-uhlíku, diamantu a grafitu“. MRS komunikace. 8 (2): 533–540. doi:10.1557 / mrc.2018.76. ISSN  2159-6859.
  28. ^ Narayan, J .; Larson, B. C. (leden 2003). "Domain epitaxy: Unified paradigm for thin film growth". Journal of Applied Physics. 93 (1): 278–285. Bibcode:2003JAP .... 93..278N. doi:10.1063/1.1528301. ISSN  0021-8979.
  29. ^ A b 6955985 „Narayan, Jagdish,„ Patent USA: 6955985 - epitaxe domény pro růst tenkých vrstev “, vydaný 18. října 2005 
  30. ^ 7803717 „Rawdanowicz, Thomas A. & Jagdish Narayan,„ Patent Spojených států: 7803717 - Růst a integrace epitaxních nitridových filmů galia se zařízeními na bázi křemíku “, vydaný 28. září 2010 
  31. ^ 7122841, Oh, Tchang-Hun; Hong K. Choi a John C. C. Fan a kol., „Patent Spojených států: 7122841 - lepicí podložka pro zařízení emitující světlo na bázi nitridu galia“, vydaná 17. října 2006 
  32. ^ Mihssin, N .; Oppong, F. C .; Daniel, F .; Brodribb, A. J. M. (červenec 2000). „Perspektivní audit po zavedení krátkodobé předoperační radioterapie pro rakovinu konečníku“. British Journal of Surgery. 87 (7): 965. doi:10.1046 / j.1365-2168.2000.01481.x. ISSN  0007-1323.
  33. ^ A b „Recenze ORNL“ (PDF). 1983.
  34. ^ Glitzenstein, E. R. (1991-07-19). "Odezva". Věda. 253 (5017): 252. doi:10.1126 / science.253.5017.252. ISSN  0036-8075.
  35. ^ „Profesor Jagdish Narayan“. Web NAE. Citováno 2019-10-07.
  36. ^ „Národní akademie vynálezců jmenuje 170 nových členů“ (Tisková zpráva). 16. prosince 2014. Citováno 2019-10-07 - přes PR Newswire.
  37. ^ "Narayan obdržel nejvyšší ocenění fakulty správní rady UNC | Systémová kancelář UNC". northcarolina.edu. Citováno 2019-10-07.
  38. ^ „Profesor Narayan obdržel medaili ABM-TMS RF Mehl 2014 od profesora Teda Massalského z Carnegie Mellon University“. Věda o materiálech a inženýrství. 2014-08-01. Citováno 2019-10-07.
  39. ^ „Zlatá medaile Acta Materialia 2011“. Materiály dnes. Citováno 2019-10-07.
  40. ^ „Narayan získal Cenu RJ Reynoldse za rok 2011 | College of Engineering | NC State University“. 2011-11-02. Citováno 2019-10-16.
  41. ^ "Narayan oceněn U v Severní Karolíně | Asian American Press". aapress.com. Citováno 2019-10-16.
  42. ^ „Prof. Jagdish Narayan, držitel ceny Lee Hsun Lecture Award Visits IMR ---- Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences“. anglicky.imr.cas.cn. Citováno 2019-10-07.
  43. ^ "Seznam členů MRS | Ocenění za vědu o materiálech". mrs.org. Citováno 2019-10-16.
  44. ^ Narayan, Jagdish (01.02.2005). "Nové hranice růstu tenkých vrstev a nanomateriálů". Metalurgické a materiálové transakce A. 36 (2): 277–294. doi:10.1007 / s11661-005-0301-2. ISSN  1543-1940.
  45. ^ „Příjemci: Fellow Class of 1999“. tms.org. Citováno 2019-10-17.
  46. ^ „Zlatá medaile ASM byla udělena Narayanovi“. Bulletin MRS. 25 (3): 7. března 2000. doi:10.1557 / mrs2000.9. ISSN  1938-1425.
  47. ^ „https://www.twipu.com/RandDWorld/tweet/1063649680951783426“. Twipu. Citováno 2019-10-16. Externí odkaz v | název = (Pomoc)
  48. ^ "Ocenění". Narayan Research Group. Citováno 2019-10-16.
  49. ^ „Zlatá medaile Acta Materialia 2011“. Materiály dnes. Citováno 2019-10-16.
  50. ^ "Dokument ASM".
  51. ^ „APS Fellow Archive“. Americká fyzická společnost. Citováno 17. října 2019.
  52. ^ „Národní vyznamenání pro státní fakultu NC“. Státní univerzita v Severní Karolíně. Citováno 17. října 2019.