Morton B. Panish (nacido el 8 de abril de 1929) es un químico físico estadounidense que, con Izuo Hayashi , desarrolló un láser semiconductor de onda continua a temperatura ambiente en 1970. Por este logro, compartió el Premio Kyoto de Tecnología Avanzada en 2001.
Morton Panish | |
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Nació | Brooklyn, Nueva York | 8 de abril de 1929
Ciudadanía | americano |
alma mater | Universidad del estado de michigan |
Conocido por | Láseres semiconductores |
Esposos) | Evelyn Wally Chaim (20 de agosto de 1951) [1] |
Niños | Steven Chaim Panish, Paul William Panish, Deborah Faye Panish [1] |
Premios | Premio C&C , Premio IEEE Morris N. Liebmann Memorial ; miembro de la Academia Nacional de Ciencias y la Academia Nacional de Ingeniería [2] |
Carrera científica | |
Campos | Química Física |
Instituciones | Laboratorio Nacional Oak Ridge , Avco , Bell Labs [2] |
Tesis | (1954) |
Asesor de doctorado | Max Rogers [3] |
Vida temprana
Morton Panish nació en Brooklyn el 8 de abril de 1929 [1] [2] hijo de Isidore Panish y Fanny Panish (de soltera Glasser) y creció en Brooklyn. Un hermano, Paul, nació seis años después. Fue a la escuela secundaria Erasmus Hall y se graduó en 1947. Durante dos años asistió al Brooklyn College y luego se trasladó a la Universidad de Denver "debido al deseo de estar solo, de alejarme de la fiebre del heno que sufría en Nueva York. y porque Gary estaba allí ". (Gary Baden fue uno de sus mejores amigos en la escuela secundaria. [1] )
Inicialmente, Panish se especializó en química orgánica . Había sido fuertemente influenciado por un libro que leyó a los 12 años, Microbe Hunters de Paul de Kruif , que le dejó con la impresión de que una carrera científica es apasionante; y en su último año de secundaria, tuvo un maestro suplente de química que era un estudiante graduado de química de la Universidad de Columbia . Panish estaba fascinado por la descripción que hizo el profesor de su doctorado. trabajo, que implicó la síntesis de nuevos compuestos orgánicos. Conoció a su futura esposa, Evelyn Chaim, en una clase de química orgánica en la Universidad de Denver. Sin embargo, se sintió atraído por la disciplina más matemática de la química física, que consideró más desafiante, y al final en eso se especializó. Se graduó en 1950. [3]
Panish se matriculó en la escuela de posgrado en la Universidad Estatal de Michigan , con especialización en química física y química orgánica. Su tesis de maestría involucró una "serie de mediciones del comportamiento del dipolo eléctrico de algunos compuestos orgánicos", y no lo consideró muy desafiante. [3] Su asesor fue Max Rogers, un canadiense y ex alumno de Linus Pauling , y Rogers supervisó su Ph.D. funcionan también, que fue en compuestos interhalogenados . Usados para procesar combustibles de reactores, estos compuestos son altamente reactivos y peligrosos, y después de que Panish completó sus experimentos, otro estudiante resultó gravemente herido en una explosión. Panish resolvió trabajar con materiales menos peligrosos en el futuro. [3]
De 1954 a 1957, Panish trabajó para el Laboratorio Nacional Oak Ridge en Tennessee, estudiando la termodinámica química de las sales fundidas . Luego se mudó a Massachusetts y trabajó en la División de Investigación y Desarrollo Avanzado de AVCO Corporation . El contrato principal de esta división, con la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , era desarrollar vehículos para el reingreso de armas termonucleares a la atmósfera. Panish no estaba dispuesto a hacer este trabajo, pero el gobierno asignó el 5% del presupuesto a la investigación básica. De 1957 a 1964 trabajó en la termodinámica química de compuestos refractarios, pero luego decidió irse porque el gobierno canceló la financiación de la investigación básica. [2] [3]
Laboratorios Bell
Antes del trabajo en Oak Ridge, Panish se postuló para Bell Labs y fue rechazado, pero ahora lo contrataron. Comenzó a trabajar en junio de 1964 en el Laboratorio de Investigación de Electrónica de Estado Sólido, un grupo encabezado por el físico John Galt. Formó parte de un departamento que trabajaba en semiconductores III-V , compuestos en los que se combinan elementos del grupo III y del grupo V de la tabla periódica, por ejemplo, arseniuro de galio (GaAs). Planeó una serie de experimentos para buscar el control de los elementos de impureza que determinan las propiedades eléctricas de los semiconductores. [3]
En 1966, Galt pidió a Panish e Izuo Hayashi , un físico de Japón, que investigaran un problema relacionado con los diodos láser . Los primeros láseres de este tipo, también conocidos como láseres de inyección , fueron desarrollados de forma independiente en 1962 por grupos de General Electric en Syracuse y Schenectady, así como por el Centro de Investigación Thomas J. Watson de IBM y el Laboratorio Lincoln del MIT . [4] Estos primeros láseres, en su mayoría hechos de un solo trozo de GaAs, requerían altas densidades de corriente para funcionar, por lo que solo podían funcionar de forma continua a temperaturas muy bajas; a temperatura ambiente, solo podían funcionar durante una fracción de segundo. Para que se utilicen en un sistema de comunicaciones práctico, deberían funcionar de forma continua a temperatura ambiente. [3]
Herbert Kroemer propuso teóricamente una solución al problema en 1963: un láser de doble heterounión , pero no logró sugerir una combinación de semiconductores adecuada (enrejada). La combinación de estos materiales utilizados para los primeros láseres CW fue GaAs (arseniuro de galio) y arseniuro de galio y aluminio. La idea era colocar un material como GaAs, con un intervalo de banda más pequeño , entre dos capas de un material como el arseniuro de aluminio y galio (una solución sólida de AlAs y GaAs) que tenía un intervalo de banda mayor; esto confinó los portadores de carga y el campo óptico (la luz) a esta capa, reduciendo la corriente necesaria para el láser. [5] : 151 Panish e Izuo Hayashi desarrollaron de forma independiente primero el láser de heteroestructura simple y luego el láser de heteroestructura doble. Sin embargo, la publicación del anuncio del primer láser de doble heteroestructura a temperatura ambiente de funcionamiento continuo fue realizada por Zhores Alferov en 1970, un mes antes de que Hayashi y Panish publicaran resultados similares. Aunque hubo cierto grado de contacto entre el grupo de Leningrado y el grupo de Nueva Jersey, incluida una visita de Alferov al laboratorio de Nueva Jersey, los dos logros se obtuvieron de forma independiente. Panish experimentó con la fabricación de obleas utilizando una nueva forma de epitaxia en fase líquida, mientras que Hayashi probó las propiedades del láser. Panish y Hayashi observaron lo que pensaron que podría ser la operación de CW en varias obleas en las semanas previas a su demostración final. Eso tenía que esperar a un láser que viviera lo suficiente para lograr una trama completa del espectro láser. Durante el fin de semana del Día de los Caídos en 1970, mientras Panish estaba en casa, Hayashi probó un diodo y emitió un haz de onda continua a poco más de 24 grados Celsius y pudo trazar el espectro completo con el equipo muy lento disponible en ese momento. . Dejó una nota en la puerta de Panish: "¡CW definitivo! A 24 ° C 10:30 AM 1 de junio de 1970". Un alto gerente, violando las reglas del laboratorio, trajo un par de botellas de champán para celebrar. [5] : 155
Los láseres de temperatura ambiente pronto se duplicaron en RCA Laboratories, Standard Telecommunication Laboratories y Nippon Electric Corporation ( NEC ). Durante los años siguientes, los láseres se volvieron más duraderos y más fiables. En Bell Labs, Barney DeLoach se encargó de crear un dispositivo práctico. Pero en enero de 1973, le dijeron que dejara de trabajar en el problema. Como recordó, su punto de vista fue "Ya tenemos aire, ya tenemos cobre. ¿Quién necesita un nuevo medio?" [5] : 157
El láser semiconductor de onda continua conducía directamente a las fuentes de luz en la comunicación por fibra óptica , impresoras láser , lectores de códigos de barras y unidades de disco óptico ; pero fueron en su mayoría empresarios japoneses, no AT&T, los que terminaron beneficiándose de estas tecnologías. [6] : 252 [7]
Después del trabajo sobre láseres de doble heteroestructura, Panish continuó demostrando variantes de las estructuras láser con otros colaboradores en el trabajo realizado hasta finales de la década de 1970, pero el impulso principal de su trabajo durante el resto de su carrera (hasta 1992) fue aprovechar las nuevas oportunidades. presentado por el uso de heteroestructuras de semiconductores emparejados en celosía para otros dispositivos (detectores, transistores) y para el estudio de la física de estructuras en capas pequeñas.
Obras
Las siguientes son algunas de las principales obras de Panish: [2]
- Hayashi, I .; Panish, M .; Foy, P. (abril de 1969). "Un láser de inyección a temperatura ambiente de bajo umbral". Revista IEEE de Electrónica Cuántica . 5 (4): 211–212. Código bibliográfico : 1969IJQE .... 5..211H . doi : 10.1109 / JQE.1969.1075759 .
- Panish, MB (1970). "Láseres de inyección de doble heteroestructura con umbrales de temperatura ambiente tan bajos como 2300 A / cm²". Letras de Física Aplicada . 16 (8): 326–327. Código Bibliográfico : 1970ApPhL..16..326P . doi : 10.1063 / 1.1653213 .
- Hayashi, I .; Panish, M .; Foy, P. (1970). "Láseres de unión que operan continuamente a temperatura ambiente". Letras de Física Aplicada . 17 (3): 109. Código bibliográfico : 1970ApPhL..17..109H . doi : 10.1063 / 1.1653326 .
- Hayashi, I .; Panish, M .; Reinhart, FK (1971). "Láseres de inyección de doble heteroestructura GaAs [enlace único] AlxGa1 − xAs". Revista de Física Aplicada . 42 (5): 1929. Bibcode : 1971JAP .... 42.1929H . doi : 10.1063 / 1.1660469 .
Referencias
- ^ a b c d Panish, Morton. "Morton Panish (n. 8 de abril de 1929)" . Las familias de Mort y Evelyn Panish . Ancestry.com . Consultado el 7 de abril de 2014 .
- ^ a b c d e "Morton B. Panish: Perfil" . Premio de Kioto . Fundación Inamori. Archivado desde el original el 9 de abril de 2014 . Consultado el 7 de abril de 2014 .
- ^ a b c d e f g "Morton B. Panish: conferencia conmemorativa" (PDF) . Premio de Kioto . Fundación Inamori. Archivado desde el original (PDF) el 17 de abril de 2014 . Consultado el 7 de abril de 2014 .
- ^ Coleman, JJ (1 de septiembre de 2012). "El desarrollo del diodo láser semiconductor después de la primera demostración en 1962". Ciencia y tecnología de semiconductores . 27 (9): 090207. Código Bibliográfico : 2012SeScT..27i0207C . doi : 10.1088 / 0268-1242 / 27/9/090207 .
- ^ a b c Hecht, Jeff (2004). Ciudad de la luz: la historia de la fibra óptica (Rev. y ed. Ampliada). Oxford [ua]: Universidad de Oxford. Prensa. págs. 152-157. ISBN 9780195162554.
- ^ Johnstone, Bob (2000). Estábamos ardiendo: empresarios japoneses y la forja de la era electrónica . Nueva York: BasicBooks. ISBN 9780465091188.
- ^ "Morton B. Panish: Ciudad" . Premio de Kioto . Fundación Inamori. Archivado desde el original el 8 de abril de 2014 . Consultado el 7 de abril de 2014 .
enlaces externos
- Fotografía de Panish (IEEE)