Элиас Бурштейн
![]() | Судя по всему, основной автор этой статьи тесно связан с ее предметом. ( январь 2016 г. ) |
Элиас Бурштейн | |
---|---|
![]() Элиас Бурштейн | |
Рожденный | Бруклин , Нью-Йорк | 30 сентября 1917 г.
Умер | 17 июня 2017 г. | ( 99 лет
Национальность | Американский |
Альма-матер | Бруклинский колледж Университет Канзаса |
Известный | исследования в области оптической физики твердого тела |
Награды | Медаль Джона Прайса Уэтерилла (1979) Премия Фрэнка Исаксона (1986) |
Научная карьера | |
Поля | Физика конденсированного состояния |
Учреждения | Исследовательская лаборатория ВМС США Пенсильванский университет |
Докторанты | Арон Пинчук Филип Дж. Стайлз |
Элиас Бурштейн (30 сентября 1917 г. - 17 июня 2017 г.) был американским физиком-экспериментатором конденсированного состояния , чья активная научная карьера длилась семь десятилетий. [1] Он известен своими новаторскими фундаментальными исследованиями в области оптической физики твердого тела; за написание и редактирование сотен статей и других публикаций; для объединения ученых со всего мира на международных встречах, конференциях и симпозиумах; а также для обучения и наставничества десятков молодых физиков. [2]
Образование
[ редактировать ]Бурштейн получил степень бакалавра химии в Бруклинском колледже (1938 г.) и степень магистра химии в Канзасском университете (1941 г.). Он окончил аспирантуру по химии и физике в Массачусетском технологическом институте (1941–43) и по физике в Католическом университете (1946–48). Его докторская учеба была прервана войной в 1945 году, когда он поступил на работу в Военно-морскую исследовательскую лабораторию в Вашингтоне, округ Колумбия. Хотя он не получил степени доктора философии, он получил четыре степени почетного доктора (см. Почести).
Позиции
[ редактировать ]Бурштейн был членом физического отдела кристаллического отделения Исследовательской лаборатории ВМС США (1945–58), позже руководителем этого отделения (1948–1958), а затем руководителем отделения полупроводников (1958).
В 1958 году он был назначен профессором физики Пенсильванского университета , а в 1982 году он сменил лауреата Нобелевской премии Джона Роберта Шриффера на посту профессора физики Мэри Аманды Вуд. Он вышел на пенсию в качестве постоянного преподавателя в 1988 году, но продолжал работать в качестве почетного профессора Мэри Аманды Вуд.
Он занимал должности приглашенного профессора в Калифорнийском университете в Ирвайне (1967–68), в Еврейском университете в Израиле (1974), в Пармском университете в Италии (1974); был приглашенным профессором по случаю пятидесятилетия Технологического университета Чалмерса в Гетеборге, Швеция (1981); и был приглашенным профессором-исследователем Миллера на кафедре физики Калифорнийского университета в Беркли (1996).
Среди его многочисленных профессиональных должностей он был членом Комитета по наукам о твердом теле Национального исследовательского совета Национальной академии наук (1971–80) и был его председателем (1976–78). он был членом Комитета искусств и наук Института Франклина С 1995 года .
Профессиональные достижения
[ редактировать ]За свою карьеру Бурштейн подготовил более тридцати пяти докторантов по физике, а также пять научных сотрудников с докторской степенью. Он опубликовал более 200 статей и имеет два патента на легированных примесями из кремния и германия, инфракрасные фотодетекторы . [3] Он также инициировал и организовал множество международных конференций, собирая физиков со всего мира, чтобы поделиться результатами своих исследований и теоретических работ, а также посовещаться друг с другом.
Он был редактором-основателем журнала Solid State Communications ( Pergamon Press ) и его главным редактором (1963–92). [4] В этом качестве он сыграл важную роль в установлении редакционной и издательской политики, включая предоставление каждому редактору Международного совета редакторов полных полномочий принимать или отклонять статьи. Он был соредактором журнала «Комментарии по физике конденсированного состояния» (Гордон и Брич) (1971–1981), а также редактором-основателем и соредактором вместе с Марвином Коэном, Дугласом Миллсом и Филлипом Дж. Стайлзом серии томов « Современные концепции» . наук о конденсированных средах , [5] опубликовано издательством Elsevier .
Бурштейн вместе с Робертом Хьюзом с химического факультета и Робертом Мэдденом с факультета металлургии (оба из Пенсильванского университета) были основными инициаторами предложения о создании в университете лаборатории фундаментальных исследований материалов. Это привело к основанию Лаборатории исследований структуры материи (LRSM). [6] в Пенсильванском университете в 1961 году.
Основные направления научных исследований
[ редактировать ]Новаторские научные достижения Бурштейна оказали большое влияние на понимание фундаментальных оптических явлений, наблюдаемых в конденсированном веществе . Его ранние работы с кристаллами со структурой алмаза, а также с кристаллами типа каменной соли и цинковой обманки в Военно-морской исследовательской лаборатории (NRL) выявили их инфракрасные свойства, объяснив механизмы поглощения инфракрасного излучения второго порядка длинноволновыми колебаниями решетки с точки зрения электрического и механического ангармонизма. . [7] [8] Его фундаментальные исследования инфракрасной фотопроводимости вследствие фотоионизации примесей в кремнии и германии при температуре жидкого гелия. [9] [10] послужил основой для разработки инфракрасных детекторов из легированного примесями кремния и германия. [3] Статья 1954 года, ставшая его самой цитируемой публикацией. [11] объяснил «аномальный сдвиг» края межзонного оптического поглощения InSb в сторону более высоких энергий, о котором сообщили исследователи из Bell Labs . [12] Сдвиг возникает в результате сохранения волнового вектора при оптических межзонных переходах, когда принцип Паули запрещает переходы в состояния с занятыми носителями в зоне проводимости или валентной зоне . В более поздней работе в NRL Бурштейн и его сотрудники использовали низкотемпературные спектры поглощения для изучения возбужденных состояний мелких примесей в кремнии и обнаружили отклонения от существующих теоретических моделей. [13] [14] В другой работе они исследовали межзонные магнитооптические переходы в полупроводниках . [15] [16] и сформулировал теорию явления на основе межзонных переходов между подзонами Ландау. Они также сообщили о первом наблюдении циклотронного резонанса электронов в InSb при комнатной температуре на частотах в инфракрасном диапазоне. [17] и объяснил это квантово-механически как соответствующее внутризонным оптическим переходам между дискретными уровнями Ландау внутри валентной зоны или зоны проводимости. [18]
В Пенсильванском университете Бурштейн и его аспиранты продолжили новаторские исследования полупроводников, изоляторов, металлов и двумерной электронной плазмы в полупроводниках, способствуя пониманию оптического поведения твердотельных материалов. Бурштейн был одним из первых, кто использовал лазеры для фундаментальных исследований полупроводников и изоляторов, и он сыграл важную роль в определении механизмов, лежащих в основе явлений неупругого рассеяния света ( комбинационного рассеяния света), и условий их наблюдения. Он и его студенты заметили, что приложенное электрическое поле вызывает обычно запрещенное инфракрасное поглощение длинноволновыми колебаниями оптической решетки в кристаллах структуры алмаза. [19] [20] [21] Это явление было объяснено созданием осциллирующего электрического момента, который связан с электромагнитным излучением. Дальнейшие работы привели к исследованию роли электрических полей поверхностного объемного заряда и связанного с ним изгиба зон в возникновении запрещенного в противном случае комбинационного рассеяния света продольными оптическими колебательными модами в InSb. [22] [23] [24] Это явление было использовано в качестве спектроскопического зонда изгиба полос на поверхностях PbTe и SnSe и для определения зависимости изгиба полос от ориентации поверхности. [25] [26]
Бурштейн и его сотрудники также дали теоретическую формулировку комбинационного рассеяния света поверхностными поляритонами на границах раздела поверхностей полупроводников, которая определила условия наблюдения этого явления и объяснила, почему обратное рассеяние никогда не наблюдалось; сечение рассеяния назад на порядки меньше, чем сечение рассеяния вперед. [27] Они измерили комбинационное рассеяние «мягкими» оптическими фононами в BaTiO 3 и использовали измерение прямого комбинационного рассеяния поляритонами оптических колебаний решетки для определения его низкочастотной диэлектрической проницаемости. [28] в так называемом первом практическом применении поляритонов. [2] Они также сформулировали два основных механизма поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния света («SERS») молекулами, адсорбированными на металлических поверхностях: усиление падающих и рассеянных электромагнитных полей из-за шероховатости поверхности и возникновение межмолекулярного переноса заряда между адсорбированной молекулой и металлической подложкой. резонанс. [29] [30] Неупругое рассеяние света одночастичными возбуждениями на поверхности GaAs успешно наблюдалось с использованием лазерных частот вблизи энергетической щели E 0 + Δ 0 n-GaAs. [31] Бурштейн и его коллеги отметили, что сечение рассеяния света одночастичными возбуждениями в инверсионных слоях и квантовых ямах (т. е. двумерных электронных системах) полярных полупроводников сильно увеличивается для падающих лазерных частот на энергетических запрещенных участках, где прямой оптический межзонные переходы включают состояния с занятыми носителями либо в зоне проводимости, либо в валентной зоне. [32] [33] [34] Это понимание и дальнейшая работа привели к формулировке механизмов, лежащих в основе неупругого рассеяния света носителями заряда в двумерной плазме, а также специфики связанных мод межподзонного возбуждения LO-фононов в полярных полупроводниках. Бурштейн и его аспиранты провели теоретические и экспериментальные исследования нелинейного оптического отклика поверхностей благородных металлов (трехволновое смешение и генерация второй гармоники), интерпретируя резонансное трехволновое смешение с точки зрения трехступенчатых электронных процессов, в которых участвуют собственные поверхностные процессы. состояния и состояния континуума с модифицированной поверхностью. [35]
В более позднем периоде своей карьеры Бурштейн и его коллеги обнаружили, что молекулы фуллерена C 60 («бакиболы») в непосредственной близости от гладкой металлической поверхности проявляют обычно запрещенные режимы люминесценции — синглетную экситонную флуоресценцию и триплетную экситонную фосфоресценцию . Флуоресценцию, индуцированную металлом, объясняли понижением симметрии молекул. Фосфоресценция, индуцированная металлом, была объяснена смешением синглетных и триплетных экситонных состояний молекул за счет спин-орбитального взаимодействия молекул с атомами металла, а также смешиванием синглетных и триплетных состояний за счет виртуальных прыжков электронов. между возбужденными молекулами и металлом — оба новых механизма включения фосфоресценции молекул. [36] [37]
Избранные публикации
[ редактировать ]- «Туннельные явления в твердых телах», под редакцией Э. Бурштейна и С. Лундквиста (Plenum Press, Нью-Йорк, 1969).
- Курс летней школы Энрико Ферми LII «Атомная структура и свойства твердых тел», под редакцией Э. Бурштейна и Ф. Бассани (Academic Press Inc, Нью-Йорк, 1972)
- Материалы конференции по «Поляритонам», под редакцией Э. Бурштейна и Ф. Де Мартини (Pergamon Press, Нью-Йорк, 1974).
- Неупругое рассеяние света: материалы американо-японского семинара 1979 г., состоявшегося в Санта-Монике, Калифорния, 1979 г., под редакцией Э. Бурштейна и Х. Кавамуры. (Пергамон Пресс, Нью-Йорк, 1980 г.)
- «Удерживаемые электроны и фотоны: новая физика и приложения», Том лекций Летней школы НАТО, Эриче, Италия, под редакцией Э. Бурштейна и К. Вейсбуха (Plenum Press, Лондон, 1995).
Почести
[ редактировать ]Бурштейн получил ряд наград, в том числе:
- Золотая медаль химического факультета Бруклинского колледжа (1938 г.) за «выдающиеся достижения студента бакалавриата по химии».
- Ежегодная премия Вашингтонской академии наук (1957 г.) [38] «в знак признания выдающихся исследований уровня примесей и эффективной массы в полупроводниках» (награждается лицам до 40 лет).
- Почетная награда выпускников Бруклинского колледжа (1960) «за крупные экспериментальные достижения в области физики твердого тела».
- Выборы в Национальную академию наук (1979 г.) [39] «в знак признания выдающегося вклада в физику конденсированного состояния и, в частности, за его новаторские исследования оптических свойств полупроводников».
- Медаль Джона Прайса Уэтерилла Института Франклина (1979 г.) «в знак признания выдающегося вклада в науку об оптических свойствах твердых тел и их применения в фотопроводящей технологии».
- Стипендия Фонда Гуггенхайма (1980) [40]
- Премия Фрэнка Исаксона Американского физического общества (1986) «за новаторскую работу по оптическим свойствам полупроводников и изоляторов, особенно примесной фотопроводимости, аномальному сдвигу оптического поглощения на краю зоны (сдвиг Бурштейна), магнитооптическим эффектам в полупроводниках, и инфракрасные и рамановские процессы» [41]
- Премия фон Гумбольдта старшему ученому США (1988–90, 1991–92)
- Почетный доктор технологий Технологического университета Чалмерса в Гетеборге, Швеция (1981). [42]
- Почетный доктор наук Бруклинского колледжа, Нью-Йорк (1985 г.), [43] из Университета Эмори , Атланта, Джорджия (1994 г.), [44] и Университет штата Огайо , Колумбус, Огайо (1999 г.) [45]
- Член Американского физического общества (1965), [46] Оптического общества Америки (1965 г.) и Американской ассоциации развития науки (2002 г.) [47]
Персональный
[ редактировать ]Бурштейн родился 30 сентября 1917 года в Бруклине, штат Нью-Йорк, в семье евреев русского происхождения Сэмюэля Бурштейна (1890–1950) и Сары Плоткин (1896–1985). Он женился на Рене Рут Бенсон 19 сентября 1943 года. Он отец трех дочерей (Джоанны, Сандры и Мириам) и двоих внуков.
Бурштейн умер 17 июня 2017 года в Брин-Море , штат Пенсильвания , в возрасте 99 лет. [48]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Элиас Бурштейн» . АКАП. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 22 ноября 2015 г.
- ^ Jump up to: а б «Посвящение Элиасу Бурштейну». Джеральд Бернс, Твердотельные коммуникации, том 58, вып. 1, стр. ix-x. (апрель 1986 г.)
- ^ Jump up to: а б «Инфракрасный детектор» .
- ^ Пинчук, Арон ; Мюнцель, Фрауке (декабрь 2017 г.). «Редакционная статья: Некролог редактора-основателя Элиаса Бурштейна». Твердотельные коммуникации . 268 : А1–А2. Бибкод : 2017SSCom.268...A1P . дои : 10.1016/j.ssc.2017.09.011 .
- ^ Серия «Современные концепции науки о конденсированных средах» .
- ^ «Лаборатория исследований строения вещества» .
- ^ «Инфракрасные свойства алмаза, кремния и германия», Э. Бурштейн и Дж. Дж. Оберли, Phys. Rev. 78 , 642 (1950).
- ^ Инфракрасное решеточное поглощение в ионных и гомополярных кристаллах», Мелвин Лакс и Элиас Бурштейн, Physical Review, том 97, № 1, 39 (1955).
- ^ «Инфракрасная фотопроводимость из-за нейтральных примесей в кремнии», Э. Бурштейн, Дж. Дж. Оберли и Дж. В. Дэвиссон, Phys. 89 , 331 (1953).
- ^ «Инфракрасный Фотопроводимость за счет нейтральных примесей в германии», Э. Бурштейн, Дж. Дэвиссон, Э. Белл, У. Дж. Тернер и Х. Г. Липсон, Phys. Откр. 93 , 65 (1954).
- ^ «Предел аномального оптического поглощения в InSb», Э. Бурштейн, Phys. 93 , 632 (1954).
- ^ «Оптические свойства антимонида индия». Physical Review, том 91, № 6, 1561. Танненбаум, М; Бриггс, HB (1953).
- ^ «Спектры поглощения примесей в акцепторах кремния-I. Группа-III», Э. Бурштейн, Г.С. Пикус, Б. Хенвис и Р.Ф. Уоллис, Журнал физики и химии твердых тел 1, 65 (1956).
- ^ «Спектры поглощения примесей в кремнии-II. Доноры группы V», Г.С. Пикус, Э. Бурштейн и Б. Хенвис, Журнал физики и химии твердых тел 10, 75 (1956).
- ^ «Межзонный магнитооптический эффект в полупроводниках», Э. Бурштейн и Г.С. Пикус, Phys. 105 , 1123 (1957).
- ^ «Тип Зеемана Магнитооптические исследования межзонных переходов в полупроводниках», Е. Бурштейн, Г.С. Пикус, Р.Ф. Уоллис и Ф. Блатт, Phys. Откр. 113 , 15 (1959).
- ^ «Циклотронный резонанс на инфракрасных частотах в InSb при комнатной температуре», Э. Бурштейн, Г.С. Пикус и Х.А. Гебби, Phys. 103 , 825 (1956).
- ^ «Исследования циклотронного резонанса в InSb и PbTe: внутризонные переходы между уровнями Ландау», Элиас Бурштейн на симпозиуме, посвященном 50-летию циклотронного резонанса в полупроводниках, 27-й Международной конференции по физике полупроводников, Флагстафф, Аризона, под редакцией Хосе Менендеса и Крис Г. Ван де Валле, Американский институт физики, 2005, с. 17-22.
- ^ «Метод определения величины элемента матрицы комбинационного рассеяния света для кристаллов алмазного типа», Э.Бурштейн и С. Ганесан, Le Journal de Physique 26, 637 (1965).
- ^ «Индуцированное электрическим полем инфракрасное поглощение и комбинационное рассеяние в алмазе», Э. Анастассакис и Э. Бурштейн, Phys. Ред. Б, том 2, 1952 (1970).
- ^ «Индуцированное электрическим полем инфракрасное поглощение и комбинационное рассеяние оптическими фононами в центросимметричных кристаллах», Э. Бурштейн, А. А. Марадудин, Э. Анастассакис и А. Пинчук , Helvetia Physica Acta, 41 730 (1968).
- ^ «Комбинационное рассеяние на поверхностях InSb при энергиях фотонов вблизи энергетической щели E1», А. Пинчук и Э. Бурштейн, Phys. Преподобный Летт. 21, 1073 (1968).
- ^ «Комбинационное рассеяние света, индуцированное резонансным электрическим полем, на LO-фононах в InSb», А. Пинчук и Э. Бурштейн, Proc. 1968 Межд. Конф. по спектрам рассеяния света твердых тел (Springer-Verlag, Нью-Йорк, 1969), с. 429.
- ^ «Резонансное комбинационное рассеяние на энергетической щели E1 полупроводниковых кристаллов», А.Пинчук и Э. Бурштейн, Surface Science 37, 153 (1973).
- ^ «Комбинационное рассеяние, индуцированное поверхностным электрическим полем, в PbTe и SnTe», Л. Брилсон и Э. Бурштейн, Physical Review Letters 27, 808 (1971).
- ^ «Комбинационное рассеяние на поверхностях (111) и (111) n- и p-InAs», С. Бюхнер, Л. И. Чинг и Э. Бурштейн, Phys. 14, 4459 (1976).
- ^ «Комбинационное рассеяние поверхностными поляритонами», Ю. Дж. Чен, Э. Бурштейн и Д. Л. Миллс, Phys. Преподобный Летт. 34,1516 (1975)
- ^ «Спектр комбинационного рассеяния BaTiO3», А. Пинчук, В. Тейлор, Э. Бурштейн и И. Лефковиц, Solid State Comm. 5, 429 (1967).
- ^ «Гигантское» комбинационное рассеяние адсорбированными молекулами на металлических поверхностях», Бурштейн, Ю. Дж. Чен, К. И. Чен, С. Лундквист и Э. Тосатти, Solid State Communications 29, 567 (1979).
- ^ «Гигантское комбинационное рассеяние молекулами на пленках с металлическими островками», С. Э. Чен и Э. Бурштейн, Physical Review Letters 45, 1287 (1980).
- ^ «Резонансное рассеяние света одночастичными электронными возбуждениями в n-GaAs», А.Пинчук, Л. Брилсон, Э. Бурштейн и Э. Анастассакис, Physical Review Letters 27, 317 (1971).
- ^ «Резонансное неупругое рассеяние света носителями заряда на поверхности полупроводников», Э. Бурштейн, А. Пинчук и С. Бюхнер, Proc. Межд. Конф. по физике полупроводников
1978, Ред. Б.Л. Уилсон (Институт физики, Лондон, 1979), с. 1231. - ^ «Неупругое рассеяние света двумерным электронным газом: дробный квантовый режим Холла и за его пределами». А. Пинчук, Б.С. Деннис, Л.Н. Файффер, К.В. Уэст и Э.Бурштейн, Phil Mag. Б70, 429 (1994).
- ^ «Резонансное неупругое рассеяние света электронными возбуждениями в двумерной полупроводниковой плазме», Э. Бурштейн, М.Ю. Цзян и А. Пинчук, Annales de Physique Colloque C2, 191 (1995).
- ^ «Роль поверхностных электронных переходов в линейных и нелинейных электромагнитных явлениях на поверхностях благородных металлов: за пределами желе», М.И. Цзян, Г. Паджер и Э.Бурштейн, Proc. Ямада Конф. на тему «Поверхность как новый материал», Япония, июль 1990 г., Surface Science, 242, 306 (1991).
- ^ «Зависимость симметричной (спиновой) запрещенной фотолюминесценции молекул C60 от их близости к металлам», Игорь Юрченко, Элиас Бурштейн, Зоя Казанцева, Уильям Романов и Ларри Брард, Ультрамикроскопия 61, 259 (1995)
- ^ «Фосфоресценция молекул C60, индуцированная близостью металла», Игорь Юрченко, Э. Бурштейн, Дунг-Хай Ли и В., Кротов, Proc. SPIE 3359, Оптическая диагностика материалов и устройств для опто-, микро- и квантовой электроники 1997, 202 (20 апреля 1998 г.).
- ^ «Награды Вашингтонской академии наук» .
- ^ «Членство в Национальной академии наук» .
- ^ «Стипендия Гуггенхайма» .
- ^ «Премия Фрэнка Исаксона 1986 года за оптические эффекты в твердых телах» .
- ^ «Почетные степени Технологического института Чалмерса» . Архивировано из оригинала 27 августа 2014 г. Проверено 20 сентября 2015 г.
- ^ Гутис, Филип С. (5 июня 1985 г.). «Почетный доктор Бруклинского колледжа» . Нью-Йорк Таймс .
- ^ «Почетный доктор Университета Эмори» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 сентября 2015 г.
- ^ «Почетная степень Университета штата Огайо» .
- ^ «Человек Американского физического общества» .
- ^ «Сотрудник Американской ассоциации содействия развитию науки» .
- ^ «Некролог Элиаса Бурштейна» . Legacy.com. 20 июня 2017 г. Проверено 20 июня 2016 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- 1917 рождений
- смертей в 2017 году
- Американские физики XX века
- Выпускники Бруклинского колледжа
- Члены Национальной академии наук США
- Выпускники Канзасского университета
- Преподаватель Пенсильванского университета
- Американцы русского происхождения
- Члены Американского физического общества
- Выпускники Массачусетского технологического института
- Выпускники Католического университета Америки
- Американские физики конденсированного состояния
- Редакторы американских академических журналов
- Ученые из Бруклина