Александр Александрович Баландин

Александр Александрович Баландин
Александр Александрович Баландин
Национальность	Американский
Альма-матер	Университет Нотр-Дам
Награды	Медаль Бриллюэна за исследование фононов в графене; Медаль MRS за открытие уникальной теплопроводности в графене; Премия IEEE Pioneer в области нанотехнологий
	Научная карьера
Поля	Нанотехнологии , низкоразмерные материалы, фононная инженерия, тепловой транспорт, электронный шум, рамановская спектроскопия , бриллюэновская спектроскопия
Учреждения	Калифорнийский университет, Риверсайд ; Калифорнийский университет, Лос-Анджелес ; Московский физико-технический институт ;
Веб-сайт	Баландингрупп .ucr .edu

Александр А. Баландин — инженер-электрик, физик твердого тела и ученый-материаловед, наиболее известный благодаря экспериментальному открытию уникальных тепловых свойств графена и их теоретическому объяснению; исследования фононов в наноструктурах и низкоразмерных материалах, что привело к развитию области фононной инженерии; исследование низкочастотного электронного шума в материалах и устройствах; и демонстрация первых квантовых устройств с волнами зарядовой плотности, работающихпри комнатной температуре.

Академическая карьера

Александр Баландин получил степени бакалавра и магистра с отличием в области прикладной математики и прикладной физики в Московском физико-техническом институте (МФТИ), Россия. Он получил вторую степень магистра и доктора философии. степень в области электротехники, полученная в Университете Нотр-Дам , США. После завершения постдокторантуры на факультете электротехники Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) он поступил на работу в Калифорнийский университет в Риверсайде (UCR) в качестве преподавателя. член. В настоящее время он является заслуженным профессором электротехники и вычислительной техники и Калифорнийского университета профессором кафедры материаловедения при президенте . Он был председателем-основателем общекампусной программы материаловедения и инженерии (MS&E) и директором предприятия по нанопроизводству (NanoFab) в UCR. В настоящее время он является директором Центра фононных оптимизированных инженерных материалов (POEM) UCR. Профессор Баландин – заместитель главного редактора журнала Письма по прикладной физике (APL).

Исследовать

Исследовательский опыт профессора Баландина охватывает широкий спектр областей нанотехнологий , материаловедения , электроники , фононики и спинтроники, уделяя особое внимание низкоразмерным материалам и устройствам. Он проводит как экспериментальные, так и теоретические исследования. Он признан пионером тепловой области графена и одним из пионеров области фононики . Его исследовательские интересы включают эффекты волны зарядовой плотности в низкоразмерных материалах и их применение в устройствах, электронный шум в материалах и устройствах, спектроскопию Бриллюэна-Мандельштама и комбинационного рассеяния света различных материалов, практическое применение графена в терморегулировании и преобразовании энергии. Он также активно работает в области новых устройств и альтернативных вычислительных парадигм.

Профессор Баландин был одним из пионеров в области фононики и фононной инженерии. В 1998 году Баландин опубликовал влиятельную статью о влиянии пространственного ограничения фононов на теплопроводность наноструктур, где термин «фононная инженерия» впервые появился в журнальной публикации. ^[3] В этой работе он теоретически предложил новый физический механизм снижения теплопроводности за счет изменений групповой скорости фононов и плотности состояний, вызванных пространственным ограничением. Предсказанные теоретически изменения спектра акустических фононов в отдельных наноструктурах позднее были подтверждены экспериментально. ^[4]^[5] Фононная инженерия находит применение в электронике, терморегулировании и термоэлектрическом преобразовании энергии. ^[6]

В 2008 году профессор Баландин провел пионерское исследование теплопроводности графена. ^[7] Чтобы выполнить первое измерение тепловых свойств графена, Баландин изобрел новую технику оптотермического эксперимента, основанную на рамановской спектроскопии . ^[8] Он и его коллеги теоретически объяснили, почему собственная теплопроводность графена может быть выше, чем у объемного графита , и экспериментально продемонстрировали эволюцию теплопроводности при изменении размерности системы с 2D (графен) на 3D (графит). ^[9]^[10] Оптотермический метод Баландина для измерения теплопроводности был принят во многих лабораториях по всему миру и распространен с различными модификациями и улучшениями на ряд других 2D-материалов . Вклад Баландина в область графена выходит за рамки тепловых свойств графена и приложений терморегулирования . Его исследовательская группа провела детальные исследования низкочастотного электронного шума в графеновых устройствах; ^[11] продемонстрировали селективные графеновые датчики, которые не полагаются на функционализацию поверхности; ^[12] а также графеновые логические элементы и схемы , для которых не требуется электронная запрещенная зона в графене. ^[13]

Профессор Баландин внес ряд важных вкладов в область низкочастотного электронного шума , также известного как 1/f-шум . Его ранние работы в области 1/f-шума включали исследование источников шума в материалах и устройствах GaN , что привело к существенному снижению уровня шума в устройствах такого типа, изготовленных из широкозонных полупроводников . ^[14] В 2008 году он начал исследование электронного шума в графене и других двумерных материалах. Основные результаты его исследований включали понимание механизма 1/f-шума в графене, который отличается от такового в обычных полупроводниках или металлах ; использование многослойного графена для решения столетней проблемы происхождения поверхностного и объемного шума; ^[15] понимание необычного влияния облучения на шум в графене, которое выявило возможность снижения шума в графене после облучения. ^[16] Он успешно использовал измерения шума в качестве спектроскопии для лучшего понимания особенностей электронного транспорта в графене и других низкоразмерных (1D и 2D) материалах.

Работа профессора Баландина помогла возродить область исследований волн зарядовой плотности (ВЗП). Ранние работы по эффектам ВЗП были выполнены с объемными образцами, которые имеют квазиодномерные кристаллические структуры из прочно связанных одномерных атомных цепочек, которые слабо связаны между собой силами Ван-дер-Ваальса . Возрождение области ВЗП было связано, с одной стороны, с интересом к слоистым квазидвумерным материалам Ван-дер-Ваальса, а с другой стороны, с осознанием того, что некоторые из этих материалов проявляют эффекты ВЗП при комнатной температуре и выше. Группа Баландина продемонстрировала первое устройство CDW, работающее при комнатной температуре. ^[17] Баландин и его коллеги использовали оригинальную низкочастотную шумовую спектроскопию для мониторинга фазовых переходов в квантовых материалах 2D ВЗП . ^[18] продемонстрировала чрезвычайную радиационную стойкость устройств CDW ^[19]^[20] и предложил ряд бестранзисторных реализованных логических схем, с помощью устройств CDW. ^[21]^[22]

Почести и награды

Баландин удостоен следующих званий и наград:

Стипендия факультета Ванневара Буша (VBFF), 2021 г.
Медаль Бриллюэна – Международное общество фононики (IPS), 2019 г. «За открытие уникальных фононных свойств графена и вклад в разработку приложений терморегулирования графена».
Clarivate Analytics и Thomson Reuters — высоко цитируемый исследователь с 2015 г.
Член MRS – Общества исследования материалов , 2014 г.
Медаль MRS – Общество исследования материалов , 2013 г. «За открытие необычайно высокой собственной теплопроводности графена, разработку оригинальной методики оптотермических измерений для исследования тепловых свойств графена и теоретическое объяснение уникальных особенностей переноса фононов в графен»
Член IEEE – Института электротехники и электроники , 2013 г.
Член APS – Американского физического общества , 2012 г.
Премия «Пионер нанотехнологий» — IEEE , 2011 г. «За новаторский вклад в наноразмерный транспорт фононов с применением в наноустройствах, графеновых устройствах, термоэлектрическом и термическом управлении современной электроники».
Член SPIE — Международного общества оптической инженерии , 2011 г.
Член OSA – Оптического общества Америки , 2011 г.
Член AAAS – Американской ассоциации развития науки , 2007 г.
Премия Молодому исследователю Управления военно-морских исследований (ONR), Арлингтон, США, 2002 г.
Премия факультета «КАРЬЕРА» Национального научного фонда (NSF), 2001 г.
Премия Фонда гражданских исследований и развития (CRDF), Арлингтон, США, 1999 г.
Премия Merrill Lynch за инновационные инженерные исследования, WTC, Нью-Йорк, США, 1998 г. «За практически важные инженерные диссертационные исследования»

Исследовательская группа

Опыт группы Баландина охватывает широкий спектр тем: от физики твердого тела до экспериментального исследования современных материалов и устройств с применением в электронике и преобразовании энергии . Синергия между различными направлениями исследований сосредоточена на эффектах пространственного ограничения в современных материалах, фононах и сильно коррелированных явлениях, таких как волны зарядовой плотности. Основная исследовательская деятельность включает спектроскопию рассеяния света комбинационного рассеяния света и Бриллюэна-Мандельштама ; нанопроизводство и тестирование электронных устройств из 2D и 1D материалов; низкочастотная электронная шумовая спектроскопия; термические и электрические характеристики материалов .

Ссылки

^ «Публикация Бриллюэна, 2019 г.» (PDF) . 07.06.2019 . Проверено 11 апреля 2023 г.
^ «Медаль MRS | Награды Общества исследования материалов» .
^ А. Баландин и К.Л. Ван, «Значительное уменьшение теплопроводности решетки из-за ограничения фононов в отдельной полупроводниковой квантовой яме», Phys. Преподобный Б, том. 58, нет. 3, стр. 1544–1549, июль 1998 г.
^ А.А. Баландин, «Фононная инженерия в графене и материалах Ван-дер-Ваальса», MRS Bull., vol. 39, нет. 9, стр. 817–823, 2014.
^ Ф. Каргар, Б. Дебнат, Ж.-П. Какко, А. Сяйнятйоки, Х. Липсанен, Д. Л. Ника, Р. К. Лейк и А. А. Баландин, «Прямое наблюдение ограниченных ветвей поляризации акустических фононов в отдельно стоящих полупроводниковых нанопроволоках», Nature Commun., vol. 7, с. 13400, ноябрь 2016 г.
^ А.А. Баландин, «Фононика графена и родственных ему материалов», АСУ Нано, т. 1, с. 14, стр. 5170-5178, 2020.
^ А. А. Баландин, С. Гош, В. Бао, И. Кализо, Д. Тевелдебрхан, Ф. Мяо и К. Н. Лау, «Превосходная теплопроводность однослойного графена», Nano Lett., vol. 8, нет. 3, стр. 902–907, март 2008 г.
^ А. А. Баландин, Термические свойства графена и наноструктурированных углеродных материалов, Природ. Матер., вып. 10, нет. 8, стр. 569–581, 2011.
^ С. Гош, В. Бао, Д. Л. Ника, С. Субрина, Е. П. Покатилов, К. Н. Лау и А. А. Баландин, «Размерный кроссовер теплового переноса в многослойном графене», Nat. Матер., вып. 9, нет. 7, стр. 555–558, 2010.
^ Д. Л. Ника и А. А. Баландин, «Фоны и тепловой транспорт в графене и материалах на его основе», Отчеты Prog. Физика, вып. 80, нет. 3, с. 36502, март 2017 г.
^ А.А. Баландин, «Низкочастотный 1/f-шум в графеновых устройствах», Nat Nano, vol. 8, нет. 8, стр. 549–555, август 2013 г.
^ С. Румянцев, Г. Лю, М. С. Шур, Р. А. Потырайло и А. А. Баландин, «Селективное зондирование газа с помощью одного чистого графенового транзистора», Nano Lett., vol. 12, нет. 5, стр. 2294–2298, май 2012 г.
^ Г. Лю, С. Ахсан, А. Г. Хитун, Р. К. Лейк и А. А. Баландин, «Схемы небулевой логики на основе графена», J. Appl. Физика, вып. 114, нет. 15, с. 154310, октябрь 2013 г.
^ А. Баландин, С. В. Морозов, С. Кай, Р. Ли, К. Л. Ван, Г. Виджератне, К. Р. Вишванатан, «Полевые транзисторы с гетероструктурой GaN/AlGaN с низким уровнем фликкер-шума для микроволновой связи», IEEE Trans. Микроу. Теория Техн., вып. 47, нет. 8, стр. 1413–1417, 1999.
^ Г. Лю, С. Румянцев, М. С. Шур и А. А. Баландин, «Происхождение 1/f-шума в мультислоях графена: поверхность против объема», Прикл. Физ. Летт., т. 102, нет. 9, с. 93111, март 2013 г.
^ М. Захид Хоссейн, С. Румянцев, М. С. Шур и А. А. Баландин, «Уменьшение 1/f-шума в графене после электронно-лучевого облучения», Прикл. Физ. Летт., т. 102, нет. 15, с. 153512, апрель 2013 г.
^ Г. Лю, Б. Дебнат, Т. Р. Поуп, Т. Т. Сальгеро, Р. К. Лейк и А. А. Баландин, «Генератор волны зарядовой плотности на основе интегрированного устройства дисульфид тантала, нитрида бора и графена, работающего при комнатной температуре», Nature Nano , том. 11, нет. 10, стр. 845–850, октябрь 2016 г.
^ Г. Лю, С. Румянцев, М. А. Бладгуд, Т. Т. Сальгеро и А. А. Баландин, «Низкочастотные флуктуации тока и скольжение волн зарядовой плотности в двумерных материалах», Nano Letters, vol. 18, нет. 6, стр. 3630–3636, 2018.
^ Г. Лю, Э. С. Чжан, К. Лян, М. Бладгуд, Т. Салгеро, Д. Флитвуд, А. А. Баландин, «Влияние полной ионизирующей дозы на пороговое переключение в устройствах с волной зарядовой плотности 1T-TaS2», Электронное устройство IEEE Летт., т. 38, нет. 12, стр. 1724–1727, декабрь 2017 г.
^ А. К. Геремью, Ф. Каргар, Е. С. Чжан, С. Е. Чжао, Э. Айтан, М. А. Бладгуд, Т. Т. Сальгеро, С. Румянцев, А. Федосеев, Д. М. Флитвуд и А. А. Баландин, «Протонно-иммунная электроника, реализованная с помощью двумерных устройства с волновой плотностью заряда», Nanoscale, vol. 11, нет. 17, стр. 8380–8386, 2019.
^ А. Хитун, Г. Лю и А. А. Баландин, «Двумерная колебательная нейронная сеть на основе устройств с волновой плотностью заряда, работающих при комнатной температуре», IEEE Trans. Нанотехнологии., вып. 16, нет. 5, стр. 860–867, сентябрь 2017 г.
^ А.Г. Хитун, А.К. Геремью и А.А. Баландин, «Безтранзисторные логические схемы, реализованные с помощью двумерных устройств с волнами зарядовой плотности», IEEE Electron Device Lett., vol. 39, нет. 9, стр. 1449–1452, 2018.

Внешние ссылки

[1] «Публикация Бриллюэна, 2019 г.» (PDF) . 07.06.2019 . Проверено 11 апреля 2023 г.

[2] «Медаль MRS | Награды Общества исследования материалов» .

[3] А. Баландин и К.Л. Ван, «Значительное уменьшение теплопроводности решетки из-за ограничения фононов в отдельной полупроводниковой квантовой яме», Phys. Преподобный Б, том. 58, нет. 3, стр. 1544–1549, июль 1998 г.

[4] А.А. Баландин, «Фононная инженерия в графене и материалах Ван-дер-Ваальса», MRS Bull., vol. 39, нет. 9, стр. 817–823, 2014.

[5] Ф. Каргар, Б. Дебнат, Ж.-П. Какко, А. Сяйнятйоки, Х. Липсанен, Д. Л. Ника, Р. К. Лейк и А. А. Баландин, «Прямое наблюдение ограниченных ветвей поляризации акустических фононов в отдельно стоящих полупроводниковых нанопроволоках», Nature Commun., vol. 7, с. 13400, ноябрь 2016 г.

[6] А.А. Баландин, «Фононика графена и родственных ему материалов», АСУ Нано, т. 1, с. 14, стр. 5170-5178, 2020.

[7] А. А. Баландин, С. Гош, В. Бао, И. Кализо, Д. Тевелдебрхан, Ф. Мяо и К. Н. Лау, «Превосходная теплопроводность однослойного графена», Nano Lett., vol. 8, нет. 3, стр. 902–907, март 2008 г.

[8] А. А. Баландин, Термические свойства графена и наноструктурированных углеродных материалов, Природ. Матер., вып. 10, нет. 8, стр. 569–581, 2011.

[9] С. Гош, В. Бао, Д. Л. Ника, С. Субрина, Е. П. Покатилов, К. Н. Лау и А. А. Баландин, «Размерный кроссовер теплового переноса в многослойном графене», Nat. Матер., вып. 9, нет. 7, стр. 555–558, 2010.

[10] Д. Л. Ника и А. А. Баландин, «Фоны и тепловой транспорт в графене и материалах на его основе», Отчеты Prog. Физика, вып. 80, нет. 3, с. 36502, март 2017 г.

[11] А.А. Баландин, «Низкочастотный 1/f-шум в графеновых устройствах», Nat Nano, vol. 8, нет. 8, стр. 549–555, август 2013 г.

[12] С. Румянцев, Г. Лю, М. С. Шур, Р. А. Потырайло и А. А. Баландин, «Селективное зондирование газа с помощью одного чистого графенового транзистора», Nano Lett., vol. 12, нет. 5, стр. 2294–2298, май 2012 г.

[13] Г. Лю, С. Ахсан, А. Г. Хитун, Р. К. Лейк и А. А. Баландин, «Схемы небулевой логики на основе графена», J. Appl. Физика, вып. 114, нет. 15, с. 154310, октябрь 2013 г.

[14] А. Баландин, С. В. Морозов, С. Кай, Р. Ли, К. Л. Ван, Г. Виджератне, К. Р. Вишванатан, «Полевые транзисторы с гетероструктурой GaN/AlGaN с низким уровнем фликкер-шума для микроволновой связи», IEEE Trans. Микроу. Теория Техн., вып. 47, нет. 8, стр. 1413–1417, 1999.

[15] Г. Лю, С. Румянцев, М. С. Шур и А. А. Баландин, «Происхождение 1/f-шума в мультислоях графена: поверхность против объема», Прикл. Физ. Летт., т. 102, нет. 9, с. 93111, март 2013 г.

[16] М. Захид Хоссейн, С. Румянцев, М. С. Шур и А. А. Баландин, «Уменьшение 1/f-шума в графене после электронно-лучевого облучения», Прикл. Физ. Летт., т. 102, нет. 15, с. 153512, апрель 2013 г.

[17] Г. Лю, Б. Дебнат, Т. Р. Поуп, Т. Т. Сальгеро, Р. К. Лейк и А. А. Баландин, «Генератор волны зарядовой плотности на основе интегрированного устройства дисульфид тантала, нитрида бора и графена, работающего при комнатной температуре», Nature Nano , том. 11, нет. 10, стр. 845–850, октябрь 2016 г.

[18] Г. Лю, С. Румянцев, М. А. Бладгуд, Т. Т. Сальгеро и А. А. Баландин, «Низкочастотные флуктуации тока и скольжение волн зарядовой плотности в двумерных материалах», Nano Letters, vol. 18, нет. 6, стр. 3630–3636, 2018.

[19] Г. Лю, Э. С. Чжан, К. Лян, М. Бладгуд, Т. Салгеро, Д. Флитвуд, А. А. Баландин, «Влияние полной ионизирующей дозы на пороговое переключение в устройствах с волной зарядовой плотности 1T-TaS2», Электронное устройство IEEE Летт., т. 38, нет. 12, стр. 1724–1727, декабрь 2017 г.

[20] А. К. Геремью, Ф. Каргар, Е. С. Чжан, С. Е. Чжао, Э. Айтан, М. А. Бладгуд, Т. Т. Сальгеро, С. Румянцев, А. Федосеев, Д. М. Флитвуд и А. А. Баландин, «Протонно-иммунная электроника, реализованная с помощью двумерных устройства с волновой плотностью заряда», Nanoscale, vol. 11, нет. 17, стр. 8380–8386, 2019.

[21] А. Хитун, Г. Лю и А. А. Баландин, «Двумерная колебательная нейронная сеть на основе устройств с волновой плотностью заряда, работающих при комнатной температуре», IEEE Trans. Нанотехнологии., вып. 16, нет. 5, стр. 860–867, сентябрь 2017 г.

[22] А.Г. Хитун, А.К. Геремью и А.А. Баландин, «Безтранзисторные логические схемы, реализованные с помощью двумерных устройств с волнами зарядовой плотности», IEEE Electron Device Lett., vol. 39, нет. 9, стр. 1449–1452, 2018.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

Базы данных авторитетного контроля
Международный	ВИАФ
Национальный	Израиль
академики	ДБЛП Google Академика ОРЦИД Скопус