Джозеф П. Хереманс
Физик-экспериментатор в области конденсированного состояния
Джозеф П. Хереманс
Членство в НАЭ
Хереманс в своей лаборатории
Альма-матерУниверситет Лувена
Награды
Научная карьера
Поля
Учреждения
Веб-сайтtml.инженерное дело.osu.edu

Джозеф П. Хереманс — физик- экспериментатор в области конденсированного состояния в Университете штата Огайо , где он имеет звания выдающегося ученого и профессора Огайо на кафедре машиностроения и аэрокосмической техники , а также должности на кафедре физики и кафедре материаловедения и инженерии. [1] Он является членом Национальной инженерной академии и членом Американского физического общества и Американской ассоциации содействия развитию науки . Его исследования сосредоточены на магнитотранспортных, термических и термоэлектрических свойствах электронов, фононов и спина в узкощелевых полупроводниках , полуметаллах и наноструктурах . [2] До поступления в Университет штата Огайо Хереманс работал научным сотрудником и руководителем исследований в исследовательской лаборатории GM с 1984 по 1998 год и в исследовательских лабораториях Delphi (1999-2005), где он разработал перестраиваемые ИК-диодные лазеры и магнитные датчики.

Образование

Хереманс получил образование в Политехнической школе Лувена, инженерном колледже Католического университета Лувена ( Université Catholique de Louvain ), где в 1975 году получил степень бакалавра наук в области электротехники (Ingénieur Civil Electricien), а в 1978 году — степень доктора прикладных наук (Docteur en Sciences Appliquées) в области прикладной физики . Его докторская подготовка включала исследовательскую стажировку в Бельгийском институте исследований в области промышленности и сельского хозяйства (IRSIA). После получения формального образования профессор Хереманс работал приглашенным постдокторантом, в том числе в Институте Эрстеда Копенгагенского университета , где он работал под руководством профессора Оле П. Хансена, Массачусетском технологическом институте , где он работал под руководством профессора Милли Дрессельхаус , и Институте физики твердого тела Токийского университета , где он работал под руководством профессора Сейчи Танума. Параллельно с этими постдокторантскими заданиями он работал исследователем в Fonds National Belge de la Recherche Scientifique.

Карьера и исследования

Исследования Хереманса включают экспериментальное изучение свойств электронного, магнонного и фононного транспорта; физики узкощелевых полупроводников (в первую очередь InSb, PbTe и сплавов BiSb), полуметаллов (в первую очередь висмута и графита) и наноструктур . Его ранняя работа в GM была сосредоточена на инфракрасных диодных лазерах на основе PbTe и других свойствах полупроводников (например, он показал, что расплавленный углерод является металлом).

В 1990-х годах Хереманс разработал геометрические эффекты магнитоземебека и магнитосопротивления , последний из которых привел к появлению коммерческих датчиков положения, используемых на коленчатых и распределительных валах GM. В начале 2000-х годов его работа над квантовыми проводами привела к открытию больших термоэлектродвижущих сил из-за эффектов размерного квантования. [3] В 2008 году его команда опубликовала доказательства того, что резонансные уровни увеличивают термоэлектрическую добротность, zT, в PbTe, искажая электронную плотность состояний. [4] Примерно в 2010 году внимание его лаборатории переключилось на спиновые калоритронные эффекты. [5] [6]

В 2012 году его группа опубликовала данные, подтверждающие существование гигантского спинового эффекта Зеебека в немагнитном материале; они продемонстрировали, что гигантский спиновый эффект Зеебека в InSb равен самым большим значениям термоЭДС, когда-либо измеренным. [7]

В 2013 году Хереманс был избран членом Национальной инженерной академии за открытия в области передачи тепловой энергии и преобразования ее в электричество, а также за коммерческие устройства, используемые в автомобилях.

В 2015 году его группа опубликовала экспериментальное доказательство того, что фононы в диамагнетиках реагируют на магнитные поля, доказав, что тепло и звук можно контролировать с помощью магнитного поля. [8]

В недавней обзорной статье он описывает трудности в получении действительно электрически изолирующих топологических изоляторов. [9] Совсем недавно он и несколько его коллег разработали гониополярные материалы, материалы, которые из-за особой формы и топологии их поверхности Ферми демонстрируют одновременное поведение n- и p-типа одних и тех же носителей заряда в зависимости от направления и типа измерения. [10]

За свою карьеру он опубликовал более 250 публикаций в рецензируемых журналах и трудах конференций. Эти публикации цитировались более 11 000 раз, а его наиболее цитируемая статья «Повышение термоэлектрической эффективности в PbTe путем искажения электронной плотности состояний» цитировалась более 1800 раз. [11] Он получил 39 патентов США и был соредактором двух книг. [12] [13]

Почести и награды

В 1987 году Хереманс был назван членом Американского физического общества за его новаторскую работу в области теплопроводности низкоразмерных материалов и электронной магнитострикции ; а также за изучение электронных и тепловых свойств узкозонных полупроводников , полуметаллов и интеркалированных соединений графита . [14] В 2011 году он был назван членом Американской ассоциации содействия развитию науки , [15] и был избран в Национальную инженерную академию в 2013 году. [16]

Хереманс получил несколько наград в OSU: премию Клары М. и Питера Л. Скотта за выдающиеся достижения в области инженерного образования (2014), премию Ламли за междисциплинарные исследования (2013, 2019), премию Ламли (2010), премию инноваторов (2010) и премию изобретателя года (2011). В General Motors он был удостоен премии Чарльза Л. Маккуэна (1994), премии Джона М. Кэмпбелла (1989) и премии Босса Кеттеринга (1994). В Delphi он был избран в Зал славы изобретателей (1999), Золотой уровень (2004) и получил премию за научное превосходство (2003).

Ссылки

  1. ^ Резюме в штате Огайо
  2. ^ «Лаборатория термических материалов». Колумбус, Огайо : osu.edu.
  3. ^ Хереманс, Джозеф П.; Траш, Кристофер М.; Морелли, Дональд Т.; Ву, Мин-Ченг (7 мая 2002 г.). «Термоэлектрическая мощность висмутовых нанокомпозитов». Physical Review Letters . 88 (21): 216801. Bibcode : 2002PhRvL..88u6801H. doi : 10.1103/PhysRevLett.88.216801. PMID  12059489.
  4. ^ Хереманс, Джозеф П.; Йовович, Владимир; Тоберер, Эрик С.; Сарамат, Али; Куросаки, Кен; Чароенпхакди, Анек; Яманака, Синсуке; Снайдер, Г. Джеффри (28 июля 2008 г.). «Повышение термоэлектрической эффективности в PbTe путем искажения электронной плотности состояний». Science . 321 (5888): 554– 557. Bibcode :2008Sci...321..554H. doi :10.1126/science.1159725. PMID  18653890. S2CID  10313813.
  5. ^ Jaworski, CM; Yang, J.; Mack, S.; Awschalom, DD; Heremans, JP; Myers, RC (26 сентября 2010 г.). «Наблюдение эффекта спина Зеебека в ферромагнитном полупроводнике». Nature Materials . 9 (11): 898– 903. arXiv : 1007.1364 . Bibcode :2010NatMa...9..898J. doi :10.1038/nmat2860. PMID  20871608. S2CID  205404770.
  6. ^ Буна, Стивен Р.; Майерс, Роберто К.; Хереманс, Джозеф П. (10 января 2014 г.). «Спиновая калоритроника». Энергетика и наука об окружающей среде . 7 (3): 885– 910. doi :10.1039/C3EE43299H.
  7. ^ Jaworski, CM; Myers, RC; Johnston-Halperin, E.; Heremans, Joseph P. (12 июля 2012 г.). «Гигантский спиновый эффект Зеебека в немагнитном материале». Nature . 487 (7406): 210– 213. Bibcode :2012Natur.487..210J. doi :10.1038/nature11221. PMID  22785317. S2CID  4358722.
  8. ^ Jin, Hyungyu; Restrepo, Oscar D.; Antolin, Nikolas; Boona, Stephen R.; Windl, Wolfgang; Myers, Roberto C.; Heremans, Joseph P. (23 марта 2015 г.). «Фонон-индуцированная диамагнитная сила и ее влияние на теплопроводность решетки». Nature Materials . 14 (6): 601– 606. Bibcode :2015NatMa..14..601J. doi :10.1038/nmat4247. PMID  25799325.
  9. ^ Хереманс, Джозеф П.; Кава, Роберт Дж.; Самарт, Нитин (5 сентября 2017 г.). «Тетрадимиты как термоэлектрики и топологические изоляторы». Nature Reviews Materials . 2 (10): 17049. Bibcode : 2017NatRM...217049H. doi : 10.1038/natrevmats.2017.49.
  10. ^ He, B.; Wang, Y.; Arguilla, MQ; Cultrara, ND; Scudder, MR; Goldberger, JE; Windl, W.; Heremans, JP (2019). «Геометрическое происхождение поверхности Ферми полярности проводимости, зависящей от оси, в слоистых материалах». Nature Materials . 18 (6): 568– 572. Bibcode :2019NatMa..18..568H. doi :10.1038/s41563-019-0309-4. PMID  30886402. S2CID  83463024.
  11. ^ "Citation Number". Web of Science Core Collection . Получено 12 марта 2018 г.
  12. ^ Бёр, Карл В. (2002). Обзор физики полупроводников . Wiley-Interscience.
  13. ^ Йонкер, Беренд Т.; Хереманс, Джозеф П. (1989). Рост, характеристика и свойства сверхтонких магнитных пленок и многослойных материалов (Материалы симпозиума Общества по исследованию материалов) . Общество по исследованию материалов. ISBN 978-1558990241.
  14. ^ "Joseph Pierre Heremans". Архив APS Fellow . Американское физическое общество . Получено 14 декабря 2018 г.
  15. ^ "Heremans, Joseph P." Архив AAAS Fellow . Американская ассоциация содействия развитию науки . Получено 14 декабря 2018 г.
  16. ^ "Heremans, Joseph P." Национальная инженерная академия . Получено 15 декабря 2018 г.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Joseph_P._Heremans&oldid=1215946924"