Эван Онилл Кейн (физик) - Evan ONeill Kane (physicist)

Эван О'Нил Кейн (23 декабря 1924 г. - 23 марта 2006 г.), известный в своих публикациях как Э. О. Кейн, был физиком, который установил некоторые из основных представлений о теории полупроводники которые сейчас используются в бытовой и другой электронике. Он был одним из основных разработчиков k · p теория возмущений который используется для расчета ленточных структур.

Происхождение

Семья Кейна долгое время жила в США. Его великий, двоюродный дядя, Элиша Кент Кейн, был известным исследователем Арктики, написавшим в 1850-х годах популярные книги о своих путешествиях. Его прадед, Томас Лейпер Кейн, который основал город Кейн, Пенсильвания, был американская гражданская война Общий. Он также помог с Подземная железная дорога и успешно призвал Администрация Бьюкенена не воевать с Мормоны в Солт-Лейк-Сити. Дед Кейна, также названный Эван О'Нил Кейн, был врачом, который был так очарован идеей местная анестезия что он хирургическим путем удалил собственное приложение чтобы показать свою эффективность.

Жизнь

Эван О'Нил Кейн родился 23 декабря 1924 года.^[1]^[2]^[3] в Кейн, Пенсильвания. Его отец, Томас Лейпер Кейн, умер в 1933 году от спинномозговой болезни. менингит, которому предшествовал скарлатина. Позже он переехал со своей матерью и братьями и сестрами в Дейтона-Бич, Флорида, где он учился в средней школе.

Карьера

Кейн учился в Университет Принстона, и прервал свое образование, чтобы служить в армии во время Вторая Мировая Война. Он окончил Университет Принстона в 1948 году и сразу отправился в Корнелл Университет для получения докторской степени по физике, которая была присуждена в 1953 году за экспериментальный проект, связанный с вакуумная труба технологии. Затем доктор Кейн присоединился к Лаборатория General Electric Research в Скенектади, Нью-Йорк. Там он начал вносить свой вклад в теоретические основы тогда еще новой области полупроводник исследование. Полупроводники быстро вытеснили вакуумные лампы и теперь используются в большинстве компьютеров и электронных устройств. Он широко публиковался в научных журналах. Возможно, его самая известная статья была опубликована в 1956 году по методике расчета структуры твердых тел.^[4] Этот метод называется k · p метод для расчета зонной структуры. Он до сих пор используется как теоретическими, так и экспериментальными исследователями твердого тела.

Кейн покинул General Electric в 1959 году, чтобы присоединиться к Hughes Aircraft в Калифорнии, а затем перешел на факультет теоретической физики в Bell Laboratories в Мюррей-Хилл, штат Нью-Джерси, в 1961 году. Он продолжал свои исследования полупроводников в Bell Labs, на стыке экспериментальной и теоретической физики, до тех пор, пока AT&T был разбит. Затем он работал на BellCore пока он не вышел на пенсию в 1984 году.

Личная жизнь

Эван О’Нил Кейн женился на Энн Басслер в 1950 году в родном городе Анны. Ланкастер, Пенсильвания. Они прожили вместе более 40 лет в Нью-Провиденс, Нью-Джерси, где они вырастили троих детей и написали в соавторстве одну работу.^[5] Помимо отличия в качестве физика, доктор Кейн был преданным отцом, а затем и дедушкой, и постоянно увлекался хобби, включая изучение языков, греблю на каноэ и бег на длинные дистанции. В 1974 году он занял второе место в стране в категории марафонцев от 50 и выше. Он провел большую часть своей жизни, работая в сфере ухода за младенцами, малышами и маленькими детьми, включая своих внуков и церковную группу. Он скончался в 2006 году в возрасте 81 года. Причиной смерти стали вторичные осложнения. миелопролиферативное заболевание и миелодисплазия.^[1]^[3] После его смерти он был кремирован, а его прах был захоронен в церкви Христа в Саммит, Нью-Джерси.^[3] Потомки Кейна в настоящее время включают троих детей (Рут Элизабет Кейн, ныне Рут Кейн-Левит, 11 декабря 1952 года; Дэниел О'Нил Кейн, род. 22 декабря 1954 года; Марта Люсиль Кейн, ныне Марта Кейн Сэвидж, род. 28 июня 1957 года), шесть внуков. (один, Келли Роберт Сэвидж, покойный) и трое правнуков.^{[нужна цитата ]}

Модель Кейна

Кейн использовал k · p метод возмущения для определения того, что стало известно как Модель Кейна или же Кейн Гамильтониан структуры энергетических зон полупроводников.^[6] Гамильтониан Кейна описывает валентные зоны и зоны проводимости в sp³ связанные полупроводники: группа Полупроводники IV, II-V и II-VI. Эта публикация 1957 года все еще занимает видное место в научной литературе и учебниках спустя более 50 лет после ее открытия (у статьи около 3377 цитирований.^[7] несмотря на то, что современные индексы цитирования занижение цитирования статей, опубликованных до середины 1990-х годов). Эта модель сейчас часто цитируется в книгах, где она обсуждается, особенно в книгах Ю и Кардона книга, Основы полупроводников.^[8]

В своей книге о k · p метод, Вун и Виллатцен^[9] посвятите несколько глав объяснению моделей Кейна. Они отмечают, что квазивырожденная теория Кейна теория возмущений подход хорошо работал для полупроводников с небольшими запрещенные зоны. Кейн улучшил предыдущие модели валентной зоны, добавив зону самой низкой проводимости. Позднее эта модель была расширена, чтобы учесть непараболичность таких материалов, как арсенид галлия (GaAs). Модель объясняет по существу большинство материалов, используемых в полупроводниковой технологии. Теоретическая литература, описывающая электронику и оптические характеристики этих полупроводников, в значительной степени полагается на эту модель, как и очень активная область квант явления в кристаллических структурах ограниченного размера.

Избранные публикации

Кейн, Э. О. (1956). "СТРУКТУРА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ ИЗ ГЕРМАНИЯ И КРЕМНИЯ Р-ТИПА." Журнал физики и химии твердого тела 1 (1-2): 82-99. (цитируется 721^[7])
Кейн, Э. О. (1957). «ПОЛОСНАЯ СТРУКТУРА АНТИМОНИДА ИНДИА». Журнал физики и химии твердого тела 1 (4): 249-261. (цитируется 3377^[7])
Кейн, Э. О. (1959). «ПОЛУЭМПИРИЧЕСКИЙ ПОДХОД К СТРУКТУРЕ ЗОН». Журнал физики и химии твердого тела 8: 38-44. (цитируется 28^[7])
Кейн, Э. О. (1959). «ЗЕНЕР ТУННЕЛИРОВАНИЕ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ». Журнал физики и химии твердого тела 12 (2): 181-188. (цитируется 749^[7])
Кейн, Э. О. (1961). «ТЕОРИЯ ТУННЕЛИРОВАНИЯ». Журнал прикладной физики 32 (1): 83- &. (цитируется 778^[7])
Кейн, Э. О. (1963). "ПОДХОД THOMAS-FERMI К СТРУКТУРЕ ЛЕНТЫ НЕЧИСТЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ". Physical Review 131 (1): 79- &. (цитируется 691^[7])
Кейн, Э. О. (1967). «РАССЕЯНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ ПРИ ПАРНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ КРЕМНИЯ». Physical Review 159 (3): 624- &. (цитируется 481^[7])
Чандрасекхар М., Кардона М. и Кейн Э. О. (1977). «ВНУТРИЗАЗОННОЕ РАМАН-РАССЕЯНИЕ СВОБОДНЫМИ НОСИТЕЛЯМИ В ТЯЖЕЛЫХ ДОПИРАЦИЯХ Н-СИ». Physical Review B 16 (8): 3579-3595. (цитируется 66^[7])
Кейн, Э. О. и А. Б. Кейн (1978). «ПРЯМОЙ РАСЧЕТ ФУНКЦИЙ ГУНЬЕРА - ЗОНЫ ЗНАЧЕНИЯ СИ». Physical Review B 17 (6): 2691-2704. (цитируется 53^[7])
Барафф, Г. А., Э. О. Кейн и М. Шлютер (1980). "ТЕОРИЯ КРЕМНИЙ ВАКАНСИИ - СИСТЕМА АНДЕРСОНА ОТРИЦАТЕЛЬНО-U". Physical Review B 21 (12): 5662-5686. (цитируется 447^[7])