Франц Йозеф Гиссибль

Франц Йозеф Гиссибль
Рожденный	( 1962-05-27 ) 27 мая 1962 г.
Альма-матер	Швейцарский федеральный технологический институт Цюриха , Мюнхенский технический университет
Научная карьера
Поля	Экспериментальная физика
Учреждения	Университет Регенсбурга
Научные консультанты	Герд Бинниг , Герхард Абстрайтер

Франц Йозеф Гиссибль (родился 27 мая 1962 года в Амеранге ) — немецкий физик и профессор Регенсбургского университета .

Жизнь

Гиссибль изучал физику с 1982 по 1987 год в Мюнхенском техническом университете и в Eidgenössische Technischen Hochschule Zürich . Он получил диплом по экспериментальной физике в 1988 году у профессора Герхарда Абстрайтера и продолжил работу над докторской степенью по физике у лауреата Нобелевской премии Герда Биннига в IBM Physics Group в Мюнхене по атомно-силовой микроскопии . После защиты докторской диссертации в конце 1991 года он проработал 6 месяцев в качестве постдокторанта в IBM Physics Group в Мюнхене, а затем переехал в Кремниевую долину, чтобы присоединиться к компании Park Scientific Instruments, Inc. в качестве старшего научного сотрудника, а затем директора по вакуумной продукции в середине 1991 года. С 1992 по конец 1994 года. С 1995 по 1996 год он работал в мюнхенском офисе консалтинговой фирмы McKinsey & Company в качестве старшего юриста. За это время он изобрел датчик qPlus , новый зонд для атомно-силовой микроскопии, и продолжил экспериментальную и теоретическую работу над силовым микроскопом на кафедре профессора Йохена Маннхарта в Аугсбургском университете , где он получил хабилитацию в 2001 году.

В 2005 году получил предложения на кафедру в Бристольском университете (Англия) и Регенсбургском университете (Германия). В 2006 году он поступил на факультет физического факультета Регенсбургского университета в Германии. Примерно с 2005 года он сотрудничал с группами сканирующей туннельной микроскопии исследовательского центра IBM в Альмадене и исследовательской лаборатории IBM в Цюрихе , а примерно с 2010 года — с Национальным институтом стандартов и технологий , чтобы помочь создать комбинированную сканирующую туннельную микроскопию и атомно-силовую микроскопию при сверхнизких температурах. он был приглашенным научным сотрудником в Центре нанонауки и технологий (CNST) Национального института стандартов и технологий и приглашенным профессором в Университете Мэриленда в Колледж-Парке С осени 2015 года по весну 2016 года .

Некоторые из экспериментальных и смоделированных изображений Гиссибля вдохновили на создание офсетных печатных изданий Erster Blick (2000). и «Графит» (2004) художника Герхарда Рихтера .

Франц Гиссибль женат, имеет двоих сыновей.

Научный вклад

Гиссибль создал атомно-силовую микроскопию как инструмент исследования поверхности с атомным разрешением. запуск области бесконтактной атомно-силовой микроскопии . Вместе со своей командой он даже получил субатомное пространственное разрешение (Ф. Джиссибль, С. Хембахер, Х. Билефельдт, Дж. Маннхарт, Science 2000) , и опубликовал статьи о новаторских экспериментах, приборы и теоретические основы атомно-силовой микроскопии. Гиссибль — изобретатель датчика qPlus . датчик для бесконтактной атомно-силовой микроскопии на основе кварцевого кантилевера. Его изобретение позволило атомно-силовой микроскопии получить субатомное пространственное разрешение отдельных атомов и субмолекулярное разрешение органических молекул. Сегодня датчик qPlus используется более чем в 500 коммерческих и домашних атомно-силовых микроскопах по всему миру.

• построил первый низкотемпературный силовой микроскоп для сверхвысокого вакуума 1992: Совместно с Гердом Биннигом (консультантом) и Кристофом Гербером (Ф. Дж. Гиссибл, К. Гербер, Г. Бинниг, Journal of Vacuum Science and Technology B, 1991) и получил атомное разрешение по KBr с помощью он (Ф. Дж. Гиссибль, Г. Бинниг, Ультрамикроскопия, 1992 г.) KBr, тем не менее, обладает очень низкой реакционной способностью. Для получения атомного разрешения необходимо было преодолеть такие серьезные проблемы, как переход к контакту зонда АСМ и образца.
• 1992: Предложил механизм, позволяющий атомное разрешение в бесконтактной АСМ Phys Rev B 1992) .
• 1994: Решил проблему визуализации реактивных образцов и впервые получил атомное разрешение на кремнии 7x7 с помощью силовой микроскопии с использованием атомно-силовой микроскопии с частотной модуляцией в бесконтактном режиме с большими амплитудами (Science 1995) .
• 1996: Изобрел датчик qPlus, самочувствительный кварцевый датчик AFM, который является самочувствительным (пьезоэлектрический эффект), очень стабильным по частоте и достаточно жестким, чтобы допускать амплитуды колебаний ниже ангстрема (патенты DE19633546, US6240771, Appl. Phys. Lett. 1998 ). .
• 1997: Вводит формулу, связывающую частотные сдвиги и силы для больших амплитуд (Phys Rev B 1997) .
• 2000: Получение атомного пространственного разрешения с помощью датчика qPlus ( Appl. Phys. Lett. 2000 ).
• 2000: Наблюдает субатомное разрешение особенностей кончика (Ф. Дж. Гиссибл, С. Хембахер, Х. Билефельдт, Дж. Маннхарт, Science 2000) .
• 2001: Изобретает алгоритм деконволюции сил, обусловленных частотными сдвигами ( Appl Phys Lett, 2001 ).
• 2003: Расширенная версия его докторской диссертации опубликована в журнале Reviews of Modern Physics (RMP 2003).
• 2003: Получен метод боковой силовой микроскопии с атомным разрешением (Ф. Дж. Гиссибль, М. Герц, Дж. Маннхарт, PNAS 2003).
• 2004: Достижение разрешения субангстрема на элементах наконечника с помощью датчика qPlus в низкотемпературной АСМ с использованием силовой микроскопии с высшими гармониками (С. Хембахер, Ф. Дж. Гиссибль, Дж. Маннхарт, Science 2004).
• 2005–2008: Помогает распространять сенсорную технологию qPlus в исследовательских лабораториях IBM в Альмадене и Рюшликоне, что приводит к измерению сил, действующих во время атомных манипуляций (М. Тернес, К. П. Лутц, К. Хирджибехедин, Ф. Дж. Гиссибл, А. Генрих , Science 2008) . ) и одноэлектронные заряды на одиночных атомах золота (Science 2009).
• 2012: Представляет идентификацию передних атомов угарного газа (COFI), метод атомной и субатомной характеристики наконечников сканирующих зондов (Дж. Велкер, Ф. Дж. Гиссибль, Science 2012).
• 2013: наблюдаются доказательства сверхобменного взаимодействия и данные об обменных взаимодействиях между наконечниками CoSm и антиферромагнитным NiO с очень низким уровнем шума (Ф. Пилмайер, Ф. Джиссибль, Phys. Rev. Lett. 2013).
• 2013: Наблюдение атомного разрешения в условиях окружающей среды без специальной подготовки образцов (Д. Вастл, А.Дж. Веймут, Ф.Дж. Гиссибль, Phys. Rev. B 2013).
• 2014: Измерение взаимодействий CO-CO с помощью латеральной силовой микроскопии (А. Дж. Веймут, Т. Хофманн, Ф. Дж. Гиссибль, Science 2014).
• 2015: Атомное разрешение нескольких атомных металлических кластеров и субатомное разрешение одиночных атомов металлов (М. Эммрих и др., Science 2015).
• 2016: Одновременная неупругая туннельная спектроскопия и АСМ (Н. Окабаяши и др., Phys. Rev. B 2016) , АСМ со сверхпроводящими наконечниками (A. Peronio, FJ Giessibl, Phys. Rev. B 2016) , Многочастотная АСМ с использованием бимодальных датчиков qPlus ( Х. Оое и др., Appl Phys Lett 2016 ).
• 2018: Одновременная неупругая туннельная спектроскопия и АСМ демонстрируют эффект ослабления связей ( Н. Окабаяши и др., PNAS 2018 ).
• 2018: Совместное исследование с группой Джона Сейдера по схемам корректной и некорректной силовой деконволюции ( Дж. Сэдер, Б. Хьюз, Ф. Хубер, Ф. Дж. Гиссибль, Nature Nanotechnology 2018 ).
• 2019: Обзорная статья о датчиках и приложениях qPlus ( Обзор научных инструментов 2019 ).
• 2021: Измерение очень слабых связей с искусственными атомами, образованными квантовыми загонами ( Science 2021 ]).

Избранные публикации

• Гиссибль, Ф.Дж.; Бинниг, Г. (1992). «Исследование плоскости спайности (001) бромида калия с помощью атомно-силового микроскопа при 4,2 К в сверхвысоком вакууме» (PDF) . Ультрамикроскопия . 42 (5682): 281. doi : 10.1016/0304-3991(92)90280-w .
• Гиссибль, Ф.Дж. (1995). «Атомное разрешение поверхности кремния (111)-(7x7) методом атомно-силовой микроскопии» (PDF) . Наука . 267 (5194): 68–71. Бибкод : 1995Sci...267...68G . дои : 10.1126/science.267.5194.68 . ПМИД   17840059 . S2CID   20978364 .
• Гиссибль, Ф.Дж. (1997). «Силы и частотные сдвиги в динамической силовой микроскопии атомного разрешения» . Физ. Преподобный Б. 56 (24): 16010–16015. Бибкод : 1997PhRvB..5616010G . дои : 10.1103/PhysRevB.56.16010 .
• Гиссибль, Ф.Дж. (2003). «Достижения атомно-силовой микроскопии». Преподобный Мод. Физ . 75 (3): 949–983. arXiv : cond-mat/0305119 . Бибкод : 2003РвМП...75..949Г . дои : 10.1103/RevModPhys.75.949 . S2CID   18924292 .
• Хембахер, С. (16 июля 2004 г.). «Силовая микроскопия с зондами из легких атомов» (PDF) . Наука . 305 (5682): 380–383. Бибкод : 2004Sci...305..380H . дои : 10.1126/science.1099730 . ПМИД   15192156 . S2CID   6591847 .
• Тернес, М.; Лутц, КП; Хирджибехедин, CF; Гиссибль, Ф.Дж.; Генрих, AJ (22 февраля 2008 г.). «Сила, необходимая для перемещения атома по поверхности» (PDF) . Наука . 319 (5866): 1066–1069. Бибкод : 2008Sci...319.1066T . дои : 10.1126/science.1150288 . ПМИД   18292336 . S2CID   451375 .
• Гросс, Л.; Мон, Ф.; Лильджерот, П.; Репп, Дж.; Гиссибль, Ф.Дж.; Мейер, Г. (11 июня 2009 г.). «Измерение зарядового состояния адатома с помощью бесконтактной атомно-силовой микроскопии». Наука . 324 (5933): 1428–1431. Бибкод : 2009Sci...324.1428G . дои : 10.1126/science.1172273 . ПМИД   19520956 . S2CID   1767952 .
• Уэймут, Эй Джей; Вутчер, Т.; Велкер, Дж.; Хофманн, Т.; Гиссибль, Ф.Дж. (июнь 2011 г.). «Фантомная сила, вызванная туннельным током: характеристика Si (111)». Письма о физических отзывах . 106 (22): 226801. arXiv : 1103.2226 . Бибкод : 2011PhRvL.106v6801W . doi : 10.1103/PhysRevLett.106.226801 . ПМИД   21702622 . S2CID   16174307 .
• Велкер, Дж.; Гиссибль, Ф.Дж. (26 апреля 2012 г.). «Выявление угловой симметрии химических связей методом атомно-силовой микроскопии». Наука . 336 (6080): 444–449. Бибкод : 2012Sci...336..444W . дои : 10.1126/science.1219850 . ПМИД   22539715 . S2CID   206540429 .
• Гиссибль, Ф.Дж. (20 июня 2013 г.). «Видеть реакцию» (PDF) . Наука . 340 (6139): 1417–1418. Бибкод : 2013Sci...340.1417G . дои : 10.1126/science.1239961 . ПМИД   23788791 . S2CID   36441856 .
• Уэймут, Эй Джей; Хофманн, Т.; Гиссибль, Ф.Дж. (6 февраля 2014 г.). «Количественная оценка молекулярной жесткости и взаимодействия с помощью латеральной силовой микроскопии» (PDF) . Наука . 343 (6175): 1120–1122. Бибкод : 2014Sci...343.1120W . дои : 10.1126/science.1249502 . ПМИД   24505131 . S2CID   43915098 .
• Эммрих, М.; и др. (19 марта 2015 г.). «Силовая микроскопия с субатомным разрешением выявляет внутреннюю структуру и места адсорбции небольших кластеров железа» (PDF) . Наука . 348 (6232): 303–307. Бибкод : 2015Sci...348..308E . дои : 10.1126/science.aaa5329 . hdl : 10339/95969 . ПМИД   25791086 . S2CID   29910509 .
• Гиссибль, Ф.Дж.; и др. (30 января 2019 г.). «Датчик qPlus — мощное ядро ​​атомно-силового микроскопа» (PDF) . Обзор научных инструментов . 90 (1): 011101–1–59. Бибкод : 2019RScI...90a1101G . дои : 10.1063/1.5052264 . hdl : 10339/95969 . ПМИД   25791086 . S2CID   29910509 .
• Хубер, Ф.; и др. (12 сентября 2019 г.). «Образование химической связи, показывающее переход от физисорбции к хемосорбции» . Наука . 365 (6462): 235–238. дои : 10.1126/science.aay3444 . ПМИД   31515246 . S2CID   202569091 .
• Стилп, Ф.; и др. (11 июня 2021 г.). «Очень слабые связи с искусственными атомами, образованными квантовыми загонами» . Наука . 372 (6547): 1196–1200. Бибкод : 2021Sci...372.1196S . дои : 10.1126/science.abe2600 . ПМИД   34010141 . S2CID   202569091 .

Книги

1. «Бесконтактная атомно-силовая микроскопия». Нанонаука и технологии . Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. 2009. doi : 10.1007/978-3-642-01495-6 . ISBN  978-3-642-01494-9 . ISSN   1434-4904 .
2. «Бесконтактная атомно-силовая микроскопия». Нанонаука и технологии . Чам: Международное издательство Springer. 2015. doi : 10.1007/978-3-319-15588-3 . hdl : 11693/50865 . ISBN  978-3-319-15587-6 . ISSN   1434-4904 . S2CID   92873134 .
3. Гисибл, Франц Дж. (4 февраля 2022 г.). Первый взгляд внутрь атома - встречи с Герхардом Рихтером между искусством и наукой (на немецком языке). Издатель книжного магазина Вальтер и Франц Кениг. ISBN  978-3-7533-0174-7 .
4. Гиссибль, Франц Дж. (8 февраля 2022 г.). Первый взгляд внутри атома: встречи с Герхардом Рихтером между искусством и наукой . Вальтер Кениг Верлаг. ISBN  978-3-7533-0188-4 .

Награды и почести

• 1994: Премия R&D 100 (вместе с Брайаном Трафасом)
• 2000: Немецкая премия в области нанонауки
• 2001: Рудольф-Кайзер-Прейс
• 2009: Премия Карла Хайнца Бекурта
• 2014: за достижения в области измерительной науки Премия Джозефа Ф. Кейтли Американского физического общества
• 2015: Премия Рудольфа-Йеккеля Немецкого вакуумного общества.
• 2016: Премия Фейнмана Института Форсайта в области нанотехнологий.
• за инновации в области характеристик материалов 2023: Премия Общества исследования материалов (США).
• 2023: Член Американского физического общества (США).
• 2024: Медаль Генриха Рорера - Большая медаль Японского общества наук о поверхности и IBM Research
• 2024: Премия Национального института материаловедения - Премия NIMS

Специальные лекции

• 2010: Коллоквиум Фестиваля Чести в Лейдене (27 октября 2010 г.) (Нидерланды)
• 2013: Коллоквиум Зернике в Гронингене (Нидерланды)

Внешние ссылки

• Блог Марка Вендмана о нанонауке