Аллан Х. Макдональд
Канадско-американский физик (родился в 1951 году)
Аллан Х. Макдональд
Рожденный( 1951-12-01 )1 декабря 1951 г. (73 года)
Антигониш, Новая Шотландия , Канада
НациональностьКанадский, американский
Альма-матерУниверситет Святого Франциска Ксавьера , Университет Торонто
НаградыПремия Оливера Э. Бакли по конденсированным веществам (2007 г.)
Премия Вольфа по физике (2020 г.)
Лауреат премии «Благодарность» (2024 г.)
Научная карьера
ПоляФизика конденсированного состояния
УчрежденияТехасский университет в Остине , Университет Индианы , Национальный исследовательский совет Канады
научный руководительСХ Воско
Веб-сайтhttps://web2.ph.utexas.edu/~macdgrp/

Аллан Х. Макдональд (родился 1 декабря 1951 года) — физик-теоретик в области конденсированного состояния и профессор кафедры регентов Фонда Сида У. Ричардсона в Техасском университете в Остине . [1] [2] [3] [4] Его исследовательские интересы сосредоточены на электронных свойствах электронов в металлах и полупроводниках. [5] Он хорошо известен своими работами по коррелированным многоэлектронным состояниям в низкоразмерных системах. [6] В 2020 году он стал одним из лауреатов премии Вольфа по физике за предсказание магического угла, который превращает скрученный двухслойный графен в сверхпроводник . [3] [7]

Образование и ранняя жизнь

Он родился в Антигонише, Новая Шотландия , Канада, и учился в местных школах, получив степень бакалавра в Университете Святого Франциска Ксавьера в 1973 году. [2] [3] Он получил степень доктора философии по физике в Университете Торонто в 1978 году, работая с С. Х. Воско над релятивистскими обобщениями теории функционала плотности и над применением теории функционала плотности к магнетизму в металлах. [3]

Исследования и карьера

До прихода в Техасский университет он работал в Оттавской лаборатории Национального исследовательского совета Канады (1978–1987) и в Индианском университете (1987–2000). [3] [4] Он занимал должности приглашенного специалиста в Швейцарском федеральном технологическом институте в Цюрихе и Институте исследований твердого тела Общества Макса Планка в Штутгарте, Германия.

Исследования Макдональда были сосредоточены на новых или необъяснимых явлениях, связанных с квантовой физикой взаимодействующих электронов в материалах. Он внес вклад в теории целочисленных и дробных квантовых эффектов Холла , спинтроники в металлах и полупроводниках, топологических зон Блоха и явлений кривизны Берри в импульсном пространстве , коррелированных электронно-дырочных жидкостей и конденсатов экситонов и поляритонов , а также двумерных материалов .

В 2011 году Макдональд и Рафи Бистрицер , бывший научный сотрудник лаборатории Макдональда, предсказали, что можно будет реализовать сильную корреляционную физику в бислоях графена , скрученных под магическим углом относительной ориентации, [8] [9] предвосхищая область твистроники . [10] Пабло Харильо-Эрреро , экспериментатор из Массачусетского технологического института , обнаружил, что магический угол приводит к необычным электрическим свойствам, которые предсказали ученые из Техасского университета в Остине. [11] При вращении на 1,1 градуса при достаточно низких температурах электроны перемещаются из одного слоя в другой, создавая решетку и явление сверхпроводимости . Магический угол позволяет электрическому току проходить беспрепятственно, по-видимому, без потери энергии. Это открытие может привести к более эффективной передаче электроэнергии или новым материалам для квантовых приложений. [12]

Его последние работы сосредоточены на прогнозировании новых физических явлений в муаровых сверхрешетках и на достижении полного понимания систем муаровых сверхрешеток на основе двухслойного графена с магическим углом и дихалькогенидов переходных металлов .

Почести и награды

Макдональд получил медаль Герцберга Канадской ассоциации физиков в 1987 году [2], премию Оливера Э. Бакли Американского физического общества в 2007 году вместе с Джеймсом П. Эйзенштейном и Стивеном Гирвином [6] , почетную медаль Эрнста Маха Чешской академии наук в 2012 году [13] и премию Вольфа по физике в 2020 году вместе с Бистрицером и Харрильо-Эрреро. [3] [7]  Он был избран в Американскую академию искусств и наук в 2005 году [4] и Национальную академию наук в 2010 году [5]. Он был назван лауреатом Citation Laureate 2024 года по версии Clarivate . [14]

Личная жизнь

Макдональд — второй из восьми детей Дэвида Роя (Джека) Макдональда и Элизабет Джин (Бетти) Сирс. Он вырос в Антигонише, Новая Шотландия, в 1950-х и 1960-х годах, городе с населением 5000 человек, в котором в то время преобладали шотландские и ирландские иммигранты 18-го и 19-го веков. Его тезка-дед был шахтером в Нью-Уотерфорде, Новая Шотландия, а его мать была дочерью известного местного бизнесмена и выпускницы Колумбийского университета, которая хотела, чтобы ее дети не боялись мира «издалека». Макдональд женился на Сьюзан Уэйлинг в Джимтауне, округ Антигониш, Новая Шотландия, в 1974 году. У них двое детей, Эрин (родилась в 1977 году) и Брендан (родилась в 1978 году), и четверо внуков, живущих в Остине и Сан-Франциско. Аллан и Сьюзен содержат сезонную резиденцию в Джимтауне с видом на залив Святого Георгия, где они проводят летние дни с юности до старости.

Избранные публикации

  • MacDonald, AH; Vosko, SH (14 августа 1979 г.). "Релятивистский формализм функционала плотности". Journal of Physics C: Solid State Physics . 12 (15): 2977. Bibcode :1979JPhC...12.2977M. doi :10.1088/0022-3719/12/15/007.
  • MacDonald, AH; Picket, WE; Koelling, DD (20 мая 1980 г.). "Линеаризованный релятивистский метод присоединенных плоских волн, использующий приближенные базисные функции чистого спина". Journal of Physics C: Solid State Physics . 13 (14): 2675. Bibcode :1980JPhC...13.2675M. doi :10.1088/0022-3719/13/14/009.
  • Girvin, SM; MacDonald, Allan H; Platzman, PM (15 февраля 1986 г.). «Магниторотонная теория коллективных возбуждений в дробном квантовом эффекте Холла». Physical Review B. 33 ( 4): 2481– 2494. Bibcode : 1986PhRvB..33.2481G. doi : 10.1103/PhysRevB.33.2481. PMID  9938586.
  • MacDonald, Allan H; Girvin, Steven M; Yoshioka, D (1 июня 1988 г.). "t/U-расширение для модели Хаббарда". Physical Review B. 37 ( 16): 9753– 9756. Bibcode : 1988PhRvB..37.9753M. doi : 10.1103/PhysRevB.37.9753. PMID  9944372.
  • Moon, K; Mori, H; Yang, Kun; Girvin, SM; MacDonald, AH; Zheng, L; Yoshioka, D; Zhang, Shou-Cheng (15 февраля 1995 г.). "Спонтанная межслойная когерентность в двухслойных квантовых системах Холла: заряженные вихри и фазовые переходы Костерлица-Таулесса". Physical Review B. 51 ( 8): 5138– 5170. arXiv : cond-mat/9407031 . Bibcode : 1995PhRvB..51.5138M. doi : 10.1103/PhysRevB.51.5138. PMID  9979391.
  • Jungwirth, T; Niu, Q; MacDonald, Allan H (6 мая 2002 г.). "Аномальный эффект Холла в ферромагнитных полупроводниках". Physical Review Letters . 88 (20): 207208. arXiv : cond-mat/0110484 . Bibcode :2002PhRvL..88t7208J. doi :10.1103/PhysRevLett.88.207208. PMID  12005602.
  • Яо, Югуй; Клейнман, Леонард; Макдональд, AH; Синова, Джайро; Юнгвирт, T; Ван, Дин-шэн; Ван, Энге; Ниу, Цянь (22 января 2004 г.). "Расчет аномальной холловской проводимости в ферромагнитном bcc-железе на основе первых принципов". Physical Review Letters . 92 (3): 037204. arXiv : cond-mat/0307337 . Bibcode :2004PhRvL..92c7204Y. doi :10.1103/PhysRevLett.92.037204. PMID  14753904.
  • Эйзенштейн, Дж. П.; Макдональд, Аллан Х. (9 декабря 2004 г.). «Бозе-эйнштейновская конденсация экситонов в двухслойных электронных системах». Nature . 432 (7018): 691– 694. arXiv : cond-mat/0404113 . Bibcode :2004Natur.432..691E. doi :10.1038/nature03081. PMID  15592403.
  • Nomura, Kentaro; MacDonald, Allan H. (28 июня 2006 г.). "Квантовый холловский ферромагнетизм в графене". Physical Review Letters . 96 (25): 256602. arXiv : cond-mat/0604113 . Bibcode :2006PhRvL..96y6602N. doi :10.1103/PhysRevLett.96.256602. PMID  16907331.
  • Чжан, Фань; Мин, Хонгки; Полини, Марко; Макдональд, AH (4 января 2010 г.). «Спонтанное нарушение инверсионной симметрии в бислоях графена». Physical Review B. 81 ( 4): 041402. Bibcode : 2010PhRvB..81d1402Z. doi : 10.1103/PhysRevB.81.041402.
  • Ханикаев, Александр Б.; Мусави, С. Хоссейн; Це, Ванг-Конг; Каргарян, Мехди; Макдональд, Аллан Х.; Швец, Геннадий (16 декабря 2012 г.). "Фотонные топологические изоляторы". Nature Materials . 12 (3): 233– 239. arXiv : 1204.5700 . doi :10.1038/nmat3520. PMID  23241532.
  • Chen, Hua; Niu, Qian; MacDonald, Allan H (10 января 2014 г.). «Аномальный эффект Холла, возникающий из-за неколлинеарного антиферромагнетизма». Physical Review Letters . 112 (1): 017205. arXiv : 1309.4041 . Bibcode :2014PhRvL.112a7205C. doi :10.1103/PhysRevLett.112.017205. PMID  24483927.
  • Цзи, Хэнсин; Чжао, Синь; Цяо, Чжэньхуа; Юнг, Джейл; Чжу, Янву; Лу, Ялин; Чжан, Ли Ли; Макдональд, Аллан Х.; Руофф, Родни С. (21 февраля 2014 г.). «Емкость углеродных электрических двухслойных конденсаторов». Природные коммуникации . 5 (1): 3317. Бибкод : 2014NatCo...5.3317J. doi : 10.1038/ncomms4317. ПМИД  24557361.
  • Wu, Fengcheng; Lovorn, Timothy; Tutuc, Emanuel; MacDonald, Allan H (10 июля 2018 г.). "Физика модели Хаббарда в муаровых полосах дихалькогенидов переходных металлов". Physical Review Letters . 121 (2): 026402. arXiv : 1804.03151 . Bibcode :2018PhRvL.121b6402W. doi :10.1103/PhysRevLett.121.026402. PMID  30085734.
  • Wu, Fengcheng; Lovorn, Timothy; Tutuc, Emanuel; Martin, Ivar; MacDonald, AH (28 февраля 2019 г.). «Топологические изоляторы в скрученных гомобислоях дихалькогенидов переходных металлов». Physical Review Letters . 122 (8): 086402. arXiv : 1807.03311 . Bibcode :2019PhRvL.122h6402W. doi :10.1103/PhysRevLett.122.086402. PMID  30932597.

Ссылки

  1. ^ "MACDONALD, ALLAN H - Physics - CNS Directory". ph.utexas.edu . Получено 2023-07-02 .
  2. ^ abc "Аллан Макдональд | Биография, открытия, графен и факты | Britannica". www.britannica.com . Получено 24.09.2024 .
  3. ^ abcdef Дата публикации (2020-01-13). "Аллан Х. Макдональд". Wolf Foundation . Получено 2024-09-24 .
  4. ^ abc "Аллан Хью Макдональд | Американская академия искусств и наук". www.amacad.org . 2024-09-01 . Получено 2024-09-24 .
  5. ^ ab "Allan H. MacDonald – NAS". Национальная академия наук . Получено 2024-09-24 .
  6. ^ ab "Премия Оливера Э. Бакли по физике конденсированных сред". www.aps.org . Получено 24.09.2024 .
  7. ^ ab "Профессор Техасского университета выигрывает престижную премию Вольфа по физике за работу в области "Твистроники"". Austin American-Statesman . 14 января 2020 г. Получено 29 сентября 2020 г.
  8. ^ Бистрицер, Рафи; Макдональд, Аллан Х. (26 июля 2011 г.). «Полосы муара в скрученном двухслойном графене». Труды Национальной академии наук . 108 (30): 12233– 12237. arXiv : 1009.4203 . Bibcode : 2011PNAS..10812233B. doi : 10.1073/pnas.1108174108 . PMC 3145708. PMID  21730173 . 
  9. ^ «Новый поворот в области графена заставляет ученых-материаловедов погорячиться». Chemistry World . 19 марта 2019 г. Получено 29 сентября 2020 г.
  10. ^ «С помощью простого поворота, «волшебный» материал теперь является большой вещью в физике». Журнал Quanta . 30 апреля 2019 г. Получено 29 сентября 2020 г.
  11. ^ Цао, Юань ; Фатеми, Валла; Фанг, Шианг; Ватанабэ, Кендзи; Танигучи, Такаши; Каширас, Эфтимиос; Харильо-Эрреро, Пабло (5 марта 2018 г.). «Нетрадиционная сверхпроводимость в графеновых сверхрешетках с магическим углом». Природа . 556 (7699): 43–50 . arXiv : 1803.02342 . Бибкод : 2018Natur.556...43C. дои : 10.1038/nature26160. PMID  29512651. S2CID  4655887.
  12. ^ «Физический фокус: возьмите 2 листа углерода и скрутите». The New York Times . 30 октября 2019 г. Получено 29 сентября 2020 г.
  13. ^ «Награжден Почетной медалью Эрнста Маха за заслуги в области физических наук - Akademie věd České republiky» . www.avcr.cz. ​Проверено 24 сентября 2024 г.
  14. ^ "Clarivate раскрывает лауреатов цитирования 2024 года". Clarivate . Получено 2024-09-26 .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Аллан_Х._Макдональд&oldid=1267668228"