Джагдиш Нараян - Jagdish Narayan

Джагдиш Нараян
Джагдиш Нараян принимает премию О Макса Гарднера. Jpg
Родился
Канпур, Индия
НациональностьИндийский
Другие именаДжей Нараян
ГражданствоСоединенные Штаты
оккупацияПрофессор
РаботодательУниверситет штата Северная Каролина
ИзвестенQ-углерод, эпитаксия с согласованием доменов, лазерный отжиг
Дети1

Джагдиш Нараян[1] американский инженер индийского происхождения. С 2001 года он работал заслуженным профессором-заведующим кафедры материаловедения и инженерии Джона К. Фаня. Университет штата Северная Каролина. Он также является выдающимся приглашенным ученым в Национальная лаборатория Окриджа. Нараян опубликовал более 500 важных статей в журналах, а его открытия защищены более чем 40 патентами США и других стран. Его работы можно разделить на крайне неравновесную лазерную обработку новых наноматериалов, включая Q-углерод, Q-BN,[2] материалы, связанные с алмазом и c-BN. Эти исследовательские статьи получили более 31 000 ссылок в Google с индексом Хирша> 85.[3] Нараян и его ученики открыли Q-углерод в качестве нового аллотропа, тем самым находя новый путь для производства алмаза и родственных материалов в условиях окружающей среды, что приводит к свойствам и применениям, начиная от высокотемпературной сверхпроводимости в легированном бором Q-углероде[4] по твердости, чем алмаз в Q-углероде автоэмиссия в Q-углероде[5] к наноалмазам, легированным азотом[6][7] для квантовых вычислений, наночувствительных и твердотельных устройств.

ранняя жизнь и образование

Джагдиш Нараян приехал в Соединенные Штаты в 1969 году из Индии.[8] После получения степени бакалавра (с отличием) от ИИТ Канпур, Индия,[9] он присоединился Калифорнийский университет в Беркли в 1969 г. и за два года закончил магистратуру (1970 г.) и докторскую степень (1971 г.) в области материаловедения и техники. Его докторская диссертация привела к публикации десятка статей о дефектах и ​​явлениях распространения в архивных журналах. Его несовершеннолетними в Беркли были физика, электротехника и компьютерная инженерия. Нараян продолжил свои исследования на стыке дисциплин материаловедения, физики, электротехники и вычислительной техники.

Профессиональная карьера

После получения докторской степени в Калифорнийском университете в Беркли Нараян был назначен исследователем-металлургом в Национальная лаборатория Лоуренса Беркли[10] с 1971–1972 гг. Позже он перешел в отдел твердотельного оборудования в Национальная лаборатория Окриджа, где он работал старшим научным сотрудником и руководителем группы тонких пленок и электронной микроскопии (1972–84). В 1984 году он поступил в Государственный университет Северной Каролины в качестве профессора микроэлектроники Северной Каролины и директора Центра микроэлектроники в Северной Каролине. Его многогранный подход и вклад в исследования и преподавание привели к тому, что в 1989 году он был назначен заслуженным профессором университета. В 2001 году он был назначен почетным профессором кафедры Джона С. Фэна. Он также работал директором отдела исследования материалов (DMR) Национального фонда США (1990–92). Под его руководством Национальный научный фонд запустил весьма успешную президентскую инициативу по передовым материалам и обработке, в результате чего он получил награду NSF за выдающиеся заслуги.[11] Он подготовил более 80 кандидатов наук, которые добились больших успехов в области синтеза и обработки новых наноматериалов, определения характеристик материалов в атомных и наноразмерных масштабах, корреляции структур-свойств, моделирования и устройств.

Исследование

С открытием наносекундного лазерного отжига Нараян стал пионером в области взаимодействия лазера с твердым телом и нестационарной термической обработки наноматериалов и тонких эпитаксиальных пленок. С развитием технологии импульсного лазерного осаждения и парадигмы эпитаксии с согласованием доменов, он сформировал релаксированные стехиометрические тонкие пленки на промышленных подложках в масштабе несоответствия. Эти разработки в технологии изготовления материалов привели к созданию новых многофункциональных материалов, таких как пересыщенные полупроводниковые сплавы, металлокерамические нанокомпозиты и солнечные элементы, рассеивающие лазер.

Во время работы по лазерному отжигу[12][13] В отношении полупроводниковых сплавов Нараян рекламировал его как метод выбора для достижения временного и пространственного контроля над концентрацией легирующей примеси в легированных полупроводниках.[14] Этот метод привел к открытию Q-углерода и Q-BN и превращению аморфного углерода в алмаз и h-BN в c-BN.[15][16] в условиях окружающей среды важны для прокладки пути к простому синтезу производных алмаза и cBN. Ключевым аспектом этого открытия является получение расплава углерода в переохлажденном состоянии (более 1000 К) ниже нормальной точки плавления с последующим сверхбыстрым охлаждением с образованием новой фазы углерода (называемой Q-углеродом). При уменьшении переохлаждения происходит образование состояния с относительно более низкой энергией, то есть алмаза. Последующие работы по обработке материалов и контролируемому лазерному отжигу привели к достижениям, о которых сообщается в: САУ Нано;[17][18] ACS Applied Nano Materials;[19] Письма по прикладной физике;[20][21][22] Журнал прикладной физики;[23][24] Письма об исследованиях материалов;[25] MRS Communications.[26][27]

Влияние исследования

Нараян разработал эпитаксию с согласованием доменов (DME),[28][29] который включает согласование целых кратных плоскостей решетки, обращаясь к эпитаксиальному росту гетероструктур в масштабе несоответствия. Эпитаксия с согласованием доменов привела к интеграции оксидов и III-нитридов на промышленно значимые (100) Si и сапфировые подложки (патент США № 7,803,717) (патенты США №5,406,123 и 6,955,985).

Его исследовательская группа в NC State специализируется на контролируемом производстве и обработке новых наноматериалов с использованием импульсного лазерного осаждения с использованием блоков PLD и Laser MBE, термической обработке материалов с использованием наносекундного лазерного отжига и создании новых эпитаксиальных гетероструктур в масштабе несоответствия с использованием эпитаксии с согласованием доменов. . Подход к изготовлению дополняется сканирующей / просвечивающей электронной микроскопией с высоким разрешением для анализа дефектов и интерфейсов в атомном масштабе, чтобы коррелировать производительность устройства с атомной структурой. Такой подход к синтезу материалов с помощью неравновесных методов и понимание сложных корреляций структура-свойства привели к открытию Q-углерода и Q-BN: новых плотно упакованных аморфных аллотропов в углероде и нитриде бора, далеких от равновесия.[26] Легирование бора в Q-углерод привело к полиаморфизм и высокотемпературной сверхпроводимости второго рода в Q-углероде, легированном B, с сверхпроводящий температура перехода 55 К[4]

Используя эпитаксиальную парадигму DME,[29] группа интегрированного ВО2 с Si для разработки интеллектуальных инфракрасных датчиков на одном компьютерном чипе. Эти исследовательские разработки, особенно в отношении III-нитридов, были признаны Американским институтом физики Нобелевской премией по физике по синим светоизлучающим диодам (СИД), изготовленным из материалов на основе нитрида галлия.[30][31] Одна из ключевых исследовательских работ[32] был выделен Американский институт физики с акцентом на развитие материалов на основе GaN, используемых в работах лауреатов Нобелевской премии. Его изобретение нанокарманных светодиодов является ключевой архитектурой, используемой в эффективных светодиодах на основе нитрида галлия. В конце 1970-х Нараян был пионером в улавливании растворенных примесей в полупроводниковых материалах, сделав свои открытия в области наносекундного лазерного отжига.[33] Это обширное улавливание растворенных веществ, превышающее пределы ретроградной растворимости, привело к образованию пересыщенных полупроводниковых сплавов, используемых в текущих интегральных схемах.[12][34] Это открытие привело к тому, что он получил Министерство энергетики США в 1981 г. и IR-100 в 1983 г. В 2011 г. Acta Materialia наградил Нараяна золотой медалью за то, что он был пионером в области твердотельного материаловедения и его лидерство во всем мире. Идея о том, что улавливание растворенных веществ может быть использовано для изготовления новых материалов, была представлена Джон Кан в начале 1970-х годов, что привело к развитию квазикристаллов по улавливанию растворенного Mn в сплавах Al-Mn и, в конечном итоге, в 2011 г. Нобелевская премия награда Дэн Шетман за его работу над квазикристаллы.

Почести и награды

использованная литература

  1. ^ "Джей Нараян". Материаловедение и инженерия. 2017-03-07. Получено 2019-10-07.
  2. ^ Нараян, Джагдиш; Бхаумик, Анах; Сюй, Вэйцзун (09.05.2016). «Прямое преобразование h-BN в c-BN и формирование эпитаксиальных гетероструктур c-BN / алмаз». Журнал прикладной физики. 119 (18): 185302. Bibcode:2016JAP ... 119r5302N. Дои:10.1063/1.4948688. ISSN  0021-8979.
  3. ^ "Джей Нараян - цитирование ученых Google". scholar.google.com. Получено 2019-10-07.
  4. ^ а б Бхаумик, Анах; Сахан, Ритеш; Гупта, Сиддхартх; Нараян, Джагдиш (26 декабря 2017 г.). «Открытие высокотемпературной сверхпроводимости (Tc = 55 K) в B-легированном Q-углероде». САУ Нано. 11 (12): 11915–11922. Дои:10.1021 / acsnano.7b06888. ISSN  1936-0851. PMID  29116751.
  5. ^ Хак, Арифул; Нараян, Джагдиш (01.06.2018). «Автоэлектронная эмиссия из Q-углерода». Алмаз и сопутствующие материалы. 86: 71–78. Bibcode:2018DRM .... 86 ... 71H. Дои:10.1016 / j.diamond.2018.04.008. ISSN  0925-9635.
  6. ^ Нараян, Джагдиш; Бхаумик, Анаг (2017-07-04). «Новый синтез и свойства чистых и легированных NV наноалмазов и других наноструктур». Письма об исследованиях материалов. 5 (4): 242–250. Дои:10.1080/21663831.2016.1249805.
  7. ^ 10240251, Нараян, Джагдиш, «Патент США: 10240251 - Синтез и обработка чистых и NV наноалмазов и других наноструктур для приложений квантовых вычислений и магнитного зондирования», выдан 26 марта 2019 г. 
  8. ^ «Прежние награды выдающихся выпускников4». iitk.ac.in. Получено 2019-10-16.
  9. ^ «Индийский технологический институт Канпур», Википедия, 2019-09-22, получено 2019-10-07
  10. ^ "Лаборатория Беркли - Национальная лаборатория Лоуренса Беркли". lbl.gov. Получено 2019-10-07.
  11. ^ «Новости ТМС». JOM. 50 (2): 61–68. 1998-02-01. Bibcode:1998JOM .... 50b..61.. Дои:10.1007 / s11837-998-0252-3. ISSN  1543-1851.
  12. ^ а б White, C.W .; Narayan, J .; Янг, Р. Т. (1979-05-04). «Лазерный отжиг полупроводников с ионной имплантацией». Наука. 204 (4392): 461–468. Bibcode:1979Sci ... 204..461W. Дои:10.1126 / наука.204.4392.461. ISSN  0036-8075.
  13. ^ НАРАЯН, Дж .; GODBOLE, V.P .; БЕЛЫЙ, К. У. (19 апреля 1991 г.). «Лазерный метод синтеза и обработки сплошных алмазных пленок на неалмазных подложках». Наука. 252 (5004): 416–418. Bibcode:1991Научный ... 252..416N. Дои:10.1126 / science.252.5004.416. ISSN  0036-8075.
  14. ^ 4147563, Нараян, Джагдиш и Роза Т. Янг, «Патент США: 4147563 - Способ формирования p-n-переходов и солнечных элементов с помощью обработки лазерным лучом», выданный 3 апреля 1979 г. 
  15. ^ «Заявка на патент США: 0170037540». appft.uspto.gov. Получено 2019-10-16.
  16. ^ «Заявка на патент США: 0170037534». appft.uspto.gov. Получено 2019-10-16.
  17. ^ Бхаумик, Анах; Сахан, Ритеш; Гупта, Сиддхартх; Нараян, Джагдиш (10.11.2017). «Открытие высокотемпературной сверхпроводимости (Tc = 55 K) в B-легированном Q-углероде». САУ Нано. 11 (12): 11915–11922. Дои:10.1021 / acsnano.7b06888. ISSN  1936-0851.
  18. ^ Браунли, Кристен (28 ноября 2017 г.). «В нано». САУ Нано. 11 (11): 10633–10636. Дои:10.1021 / acsnano.7b08070. ISSN  1936-0851.
  19. ^ Ли, Т. Рэндалл; Шанце, Кирк С. (26.01.2018). «Представляем прикладные наноматериалы ACS». ACS Applied Nano Materials. 1 (1): 1. Дои:10.1021 / acsanm.8b00027. ISSN  2574-0970.
  20. ^ Бхаумик, Анах; Нараян, Джагдиш (28.05.2018). «Электрохромный эффект в Q-углероде». Письма по прикладной физике. 112 (22): 223104. Bibcode:2018АпФЛ.112в3104Б. Дои:10.1063/1.5023613. ISSN  0003-6951.
  21. ^ Нараян, Джагдиш; Бхаумик, Анах (октябрь 2015 г.). «Новости исследования: прямое преобразование аморфного углерода в алмаз при атмосферном давлении и температуре воздуха». Материалы APL. 3 (10): 100702. Bibcode:2015APLM .... 3j0702N. Дои:10.1063/1.4932622. ISSN  2166-532X.
  22. ^ Махан, Г. Д. (октябрь 2016 г.). «Введение в термоэлектрику». Материалы APL. 4 (10): 104806. Bibcode:2016APLM .... 4j4806M. Дои:10.1063/1.4954055. ISSN  2166-532X.
  23. ^ Нараян, Джагдиш; Бхаумик, Ана (2015-12-07). «Новая фаза углерода, ферромагнетизма и превращения в алмаз». Журнал прикладной физики. 118 (21): 215303. Bibcode:2015JAP ... 118u5303N. Дои:10.1063/1.4936595. ISSN  0021-8979.
  24. ^ Diaham, S; Локателли, штат Мэриленд (18 апреля 2013 г.). «Диэлектрические свойства полиамид-имида». Журнал физики D: Прикладная физика. 46 (18): 185302. Bibcode:2013JPhD ... 46R5302D. Дои:10.1088/0022-3727/46/18/185302. ISSN  0022-3727.
  25. ^ Ублеков, Ф .; Будурова, Д .; Станева, М .; Натова, М .; Пенчев, Х. (май 2018 г.). «Самонесущие электропряденые нанокомпозитные волокнистые основы ПОБ и ПОБВ / органоглина». Письма о материалах. 218: 353–356. Дои:10.1016 / j.matlet.2018.02.056. ISSN  0167-577X.
  26. ^ а б Нараян, Джагдиш; Гупта, Сиддхартх; Бхаумик, Анах; Сахан, Ритеш; Челлини, Филиппо; Риедо, Элиза (19.03.2018). «Q-углерод тверже алмаза». MRS Communications. 8 (2): 428–436. Дои:10.1557 / mrc.2018.35. ISSN  2159-6859.
  27. ^ Гупта, Сиддхартх; Сахан, Ритеш; Бхаумик, Анах; Пант, Пунам; Нараян, Джагдиш (26.04.2018). «Переохлаждение вызвало рост Q-углерода, алмаза и графита». MRS Communications. 8 (2): 533–540. Дои:10.1557 / mrc.2018.76. ISSN  2159-6859.
  28. ^ Narayan, J .; Ларсон, Б.С. (январь 2003 г.). «Доменная эпитаксия: единая парадигма для роста тонких пленок». Журнал прикладной физики. 93 (1): 278–285. Bibcode:2003JAP .... 93..278N. Дои:10.1063/1.1528301. ISSN  0021-8979.
  29. ^ а б 6955985, Нараян, Джагдиш, «Патент США: 6955985 - Доменная эпитаксия для роста тонких пленок», выданный 18 октября 2005 г. 
  30. ^ 7803717, Rawdanowicz, Thomas A. & Jagdish Narayan, «Патент США: 7803717 - Выращивание и интеграция эпитаксиальных пленок нитрида галлия с устройствами на основе кремния», выдано 28 сентября 2010 г. 
  31. ^ 7122841 Ой, Чан-Хун; Хонг К. Чой и Джон С. С. Фан и др., «Патент США: 7122841 - Контактная площадка для светоизлучающих устройств на основе нитрида галлия», выданный 17 октября 2006 г. 
  32. ^ Михсин, Н .; Oppong, F.C .; Daniel, F .; Бродрибб, А. Дж. М. (июль 2000 г.). «Перспективный аудит после введения короткого курса предоперационной лучевой терапии рака прямой кишки». Британский журнал хирургии. 87 (7): 965. Дои:10.1046 / j.1365-2168.2000.01481.x. ISSN  0007-1323.
  33. ^ а б "Обзор ORNL" (PDF). 1983.
  34. ^ Глиценштейн, Э. Р. (19 июля 1991 г.). "Отклик". Наука. 253 (5017): 252. Дои:10.1126 / science.253.5017.252. ISSN  0036-8075.
  35. ^ «Профессор Джагдиш Нараян». Веб-сайт NAE. Получено 2019-10-07.
  36. ^ «Национальная академия изобретателей назвала 170 новых стипендиатов» (Пресс-релиз). 16 декабря 2014 г.. Получено 2019-10-07 - через PR Newswire.
  37. ^ «Нараян удостоен высшей награды Совета управляющих UNC | Системный офис UNC». northcarolina.edu. Получено 2019-10-07.
  38. ^ «Профессор Нараян получил медаль ABM-TMS RF Mehl 2014 от профессора Теда Массальски из Университета Карнеги-Меллона». Материаловедение и инженерия. 2014-08-01. Получено 2019-10-07.
  39. ^ "Золотая медаль Acta Materialia 2011". Материалы сегодня. Получено 2019-10-07.
  40. ^ «Нараян получает премию Рейнольдса 2011 года | Инженерный колледж | Государственный университет Северной Каролины». 2011-11-02. Получено 2019-10-16.
  41. ^ "Нараян удостоен чести Соединенного Королевства Северной Каролины | Азиатско-американская пресса". aapress.com. Получено 2019-10-16.
  42. ^ «Профессор Джагдиш Нараян, лауреат премии Ли Хсун за лекцию, посетил IMR - Институт исследования металлов Китайской академии наук». english.imr.cas.cn. Получено 2019-10-07.
  43. ^ «Список стипендиатов MRS | Награды в области материаловедения». mrs.org. Получено 2019-10-16.
  44. ^ Нараян, Джагдиш (01.02.2005). «Новые рубежи в выращивании тонких пленок и наноматериалов». Металлургические операции и операции с материалами A. 36 (2): 277–294. Дои:10.1007 / s11661-005-0301-2. ISSN  1543-1940.
  45. ^ «Получатели: Товарищи по классу 1999 г.». tms.org. Получено 2019-10-17.
  46. ^ «Золотая медаль ASM присуждена Нараяну». Бюллетень MRS. 25 (3): 7. марта 2000 г. Дои:10.1557 / mrs2000.9. ISSN  1938-1425.
  47. ^ "https://www.twipu.com/RandDWorld/tweet/1063649680951783426". Twipu. Получено 2019-10-16. Внешняя ссылка в | название = (Помогите)
  48. ^ "Награды". Narayan Research Group. Получено 2019-10-16.
  49. ^ "Золотая медаль Acta Materialia 2011". Материалы сегодня. Получено 2019-10-16.
  50. ^ «Документ ASM».
  51. ^ "Архив сотрудников APS". Американское физическое общество. Получено 17 октября 2019.
  52. ^ "Национальные награды факультета штата Северная Каролина". Университет штата Северная Каролина. Получено 17 октября 2019.