Мортон Б. Пэниш

Мортон Пэниш
Рожденный	( 1929-04-08 ) 8 апреля 1929 г. Бруклин, Нью-Йорк
Гражданство	Американский
Альма-матер	Мичиганский государственный университет
Известный	Полупроводниковые лазеры
Супруг	Эвелин Уолли Хаим (20 августа 1951 г.)
Дети	Стивен Хаим Пэниш, Пол Уильям Пэниш, Дебора Фэй Пэниш
Награды	Премия C&C , Мемориальная премия IEEE Морриса Н. Либмана ; член Национальной академии наук и Национальной инженерной академии
Научная карьера
Поля	Физическая химия
Учреждения	Национальная лаборатория Ок-Ридж , Avco , Bell Labs
Диссертация	(1954)
Докторантура	Макс Роджерс

Мортон Б. Пэниш (родился 8 апреля 1929 г.) - американский физико-химик , который вместе с Идзуо Хаяси при комнатной температуре. непрерывного действия в 1970 г. разработал полупроводниковый лазер За это достижение он разделил Киотскую премию в области передовых технологий в 2001 г.

Пэниш был избран членом Национальной инженерной академии в 1986 году и Национальной академии наук в 1987 году.

Биография

Ранняя жизнь и образование

Мортон Пэниш родился в Бруклине 8 апреля 1929 года в семье Исидора Пэниша и Фанни Пэниш (урожденной Глассер) и вырос в Бруклине. В возрасте 12 лет на него сильно повлияла книга «Охотники за микробами» Поля де Крюфа , которая оставила у него впечатление, что научная карьера увлекательна. Он пошел в среднюю школу Эразмус Холл , где был очарован описанием его докторской степени, сделанным заместителем учителя химии. работа в Колумбийском университете, которая занималась синтезом новых органических соединений. Он окончил его в 1947 году, учился в Бруклинском колледже два года , а затем перевёлся в Денверский университет . Он окончил учебу в 1950 году. Он встретил свою будущую жену Эвелин Хаим на уроке химии вскоре после прибытия в Денвер. Они поженились во время его первого года обучения в аспирантуре.

Пэниш поступил в аспирантуру Мичиганского государственного университета по специальности физическая химия и органическая химия. Его магистерская диссертация включала «серию измерений электрического дипольного поведения некоторых органических соединений», и он не считал ее очень сложной задачей. Его советником был Макс Роджерс, канадец и бывший студент Лайнуса Полинга , и Роджерс руководил его докторской диссертацией. также работа, посвященная межгалогенным соединениям. Эти соединения, используемые для обработки реакторного топлива, очень реакционноспособны и опасны, и после того, как Пэниш завершил свои эксперименты, другой студент был тяжело ранен в результате взрыва. Он решил в будущем работать с менее опасными материалами.

Карьера

С 1954 по 1957 год Пэниш работал в Ок-Риджской национальной лаборатории в Теннесси, изучая химическую термодинамику расплавленных солей , затем переехал в Массачусетс и работал в отделе исследований и перспективных разработок корпорации AVCO . Основной контракт этого подразделения с ВВС США заключался в разработке средств доставки термоядерного оружия в атмосферу. Пэниш не хотел выполнять эту работу, но правительство выделило 5% бюджета на фундаментальные исследования. С 1957 по 1964 год работал над химической термодинамикой тугоплавких соединений, но затем решил уйти, поскольку правительство прекратило финансирование фундаментальных исследований.

До работы в Ок-Ридже Пэниш подал заявку в Bell Labs , но получил отказ, но теперь его наняли. Он начал работу в июне 1964 года в Исследовательской лаборатории твердотельной электроники, группе, которую возглавлял физик Джон Галт. Он входил в отдел, занимавшийся полупроводниками III-V — соединениями, в которых сочетаются элементы III и V группы таблицы Менделеева, например, арсенид галлия (GaAs). Он запланировал серию экспериментов по определению фазовых диаграмм твердых растворов различных соединений III-V и изучению контроля примесных элементов, которые определяют электрические свойства этих полупроводников.

В 1966 году Галт попросил Паниша и Идзуо Хаяси , физика из Японии, исследовать проблему, связанную с лазерными диодами . Первые такие лазеры, также известные как инжекционные лазеры , были независимо разработаны в 1962 году группами General Electric в Сиракузах и Скенектади, а также Исследовательским центром Томаса Дж. Уотсона IBM и Лабораторией Линкольна Массачусетского технологического института . Этим ранним лазерам, в основном изготовленным из цельного куска GaAs, для работы требовалась высокая плотность тока, поэтому они могли работать непрерывно только при очень низких температурах; при комнатной температуре они могли работать лишь доли секунды. Чтобы их можно было использовать в практической системе связи, им необходимо постоянно работать при комнатной температуре.

Решение проблемы было теоретически предложено Гербертом Кремером в 1963 году - лазер с двойным гетеропереходом , но Кремер не смог предположить, что подходящая (согласованная по решетке) комбинация полупроводников III-V будет необходима для обеспечения идеальных границ раздела между соединениями III-V с их разная ширина запрещенной зоны. Комбинация таких материалов, использованная для первых лазеров непрерывного действия, представляла собой GaAs (арсенид галлия) и арсенид алюминия-галлия, которые имеют одинаковый параметр решетки. Идея заключалась в том, чтобы поместить такой материал, как GaAs, с меньшей запрещенной зоной , между двумя слоями материала, такого как арсенид алюминия-галлия (твердый раствор AlAs и GaAs), который имел большую запрещенную зону; это ограничило носители заряда и оптическое поле (свет) этим слоем, уменьшив ток, необходимый для генерации. Пэниш и Идзуо Хаяси независимо друг от друга сначала разработали лазер с одинарной гетероструктурой, а затем лазер с двойной гетероструктурой. Однако объявление о первом непрерывно работающем лазере с двойной гетероструктурой при комнатной температуре было опубликовано Жоресом Алферовым в 1970 году, за месяц до того, как Хаяши и Паниш опубликовали аналогичные результаты. Хотя между группой в Ленинграде и группой в Нью-Джерси существовала некоторая степень контакта, включая визит Алферова в лабораторию в Нью-Джерси и визит Паниша и Хаяши в лабораторию Алферова в Ленинграде, оба достижения были получены независимо. Пэниш экспериментировал с изготовлением пластин с использованием новой формы жидкофазной эпитаксии , а Хаяши проверял свойства лазера. Пэниш и Хаяши наблюдали то, что, по их мнению, могло быть работой CW, на нескольких пластинах за несколько недель до их последней демонстрации. Для этого пришлось дождаться лазера, который проживет достаточно долго, чтобы можно было получить полную картину спектра генерации. В День памяти В выходные 1970 года, когда Паниш был дома, Хаяши попробовал диод, и он излучал непрерывный луч с температурой чуть более 24 градусов по Цельсию, и он смог построить полный спектр с помощью очень медленного оборудования, доступного в то время.

Лазеры комнатной температуры вскоре были дублированы в лабораториях RCA , Standard Telecommunication Laboratories и Nippon Electric Corporation ( NEC ). В течение следующих нескольких лет лазеры стали более долговечными и надежными. В Bell Labs работу по созданию практичного устройства поручили Барни ДеЛоачу. Но в январе 1973 года ему сказали прекратить все работы по этой проблеме. Как он вспоминал, их мнение было таким: «У нас уже есть воздух, у нас уже есть медь. Кому нужна новая среда?»

Полупроводниковый лазер непрерывного действия напрямую связан с источниками света в волоконно-оптической связи , лазерными принтерами , считывателями штрих-кодов и приводами оптических дисков , но в конечном итоге прибыль от этих технологий получили в основном японские предприниматели, а не AT&T. Успех в Японии был усилен бывшим партнером Паниша Изуо Хаяси, который вернулся в Японию.

После работы над лазерами с двойной гетероструктурой Паниш продолжал демонстрировать варианты лазерных структур вместе с другими сотрудниками в работе, проделанной до конца 1970-х годов, но основным направлением его работы до конца его карьеры, до 1992 года, было использование новых возможностей. представлено использованием молекулярно-лучевой эпитаксии для создания решеточно-согласованных полупроводниковых гетероструктур в системах III-V, отличных от GaAs-AlGaAs, для других устройств (детекторов, физики квантовых ям и устройств, сверхбыстрых транзисторов с герероструктурой) и для изучения физики малых слоистые структуры.

Награды и почести

• Премия отдела электроники 1979 года Электрохимического общества.
• Медалист Электрохимического общества 1986 года.
• Премия C&C 1987 года (Япония)
• Международная премия за рост кристаллов 1990 года
• 1991 Мемориальная премия Морриса Н. Либмана IEEE
• 1994 Премия Джона Бардина Металлургического общества
• Киотская премия 2001 года в области передовых технологий

Работает

Ниже приведены некоторые из основных работ Паниша:

• Хаяши, И.; Паниш, М.; Фой, П. (апрель 1969 г.). «Низкопороговой инжекционный лазер при комнатной температуре». Журнал IEEE по квантовой электронике . 5 (4): 211–212. Бибкод : 1969IJQE....5..211H . дои : 10.1109/JQE.1969.1075759 .
• Паниш, МБ (1970). «Лазеры с двойной гетероструктурой для инжекции с порогом при комнатной температуре всего 2300 А/см²». Письма по прикладной физике . 16 (8): 326–327. Бибкод : 1970ApPhL..16..326P . дои : 10.1063/1.1653213 .
• Хаяши, И.; Паниш, М.; Фой, П. (1970). «Соединительные лазеры, работающие непрерывно при комнатной температуре». Письма по прикладной физике . 17 (3): 109. Бибкод : 1970ApPhL..17..109H . дои : 10.1063/1.1653326 .
• Хаяши, И.; Паниш, М.; Рейнхарт, ФК (1971). «Инжекционные лазеры с двойной гетероструктурой GaAs AlxGa1−xAs». Журнал прикладной физики . 42 (5): 1929. Бибкод : 1971JAP....42.1929H . дои : 10.1063/1.1660469 .

Внешние ссылки

• Фотография Паниша (IEEE)