Panorama

AVS zeichnet Mark C. Hersam und David N. Ruzik aus

16.10.2020 - Niedrigdimensionale nanoelektronische Materialien und Hochleistungsimpuls-Magnetronsputtern ins Blickfeld gerückt

Die Gewinner des Medard W. Welch und Lang­muir Gaede Awards prä­sen­tie­ren in der letzten Okt­ober­woche ihre Arbei­ten in einem „Virtual Showcase“ der Ame­ri­can Vacuum Soci­ety (AVS), der das tradi­tio­nelle Herbst­sympo­sium der Gesell­schaft in die­sem Jahr er­set­zen wird.

Der Me­dard W. Welch Award geht in die­sem Jahr an Pro­fessor Mark C. Her­sam von der Northwes­tern Uni­ver­sity (Il­linois, USA) für seine bahn­bre­chen­den Bei­träge zur Her­stel­lung, che­mi­schen Funk­tiona­lisie­rung und An­wen­dung von nied­rigdi­men­siona­len nano­elekt­roni­schen Mate­rialien sowie für deren ober­flä­chen­physi­kali­schen Unter­su­chun­gen.

Der nach dem Grün­der der Ame­rican Va­cuum Society (AVS), Me­dard W. Welch, be­nannte Preis wird seit 1970 an Perso­nen verge­ben, die über einen Zeit­raum von 10 Jah­ren au­ßerge­wöhn­liche Leis­tun­gen im Be­reich der theo­reti­schen oder expe­ri­men­tellen For­schung in den die AVS be­tref­fen­den Ar­beits­gebie­ten ge­zeigt ha­ben.

Mark C. Her­sam ist Pro­fessor für Mate­rial­wis­sen­schaf­ten und -tech­nik sowie Direk­tor des Mate­rial­for­schungs­zen­trums an der Northwes­tern Uni­ver­sity. Er hat au­ßer­dem Fakul­täts­beru­fun­gen in den Fach­berei­chen Che­mie, ange­wandte Phy­sik, Medi­zin und Elekt­ro­tech­nik inne. Seine For­schungs­in­teres­sen um­fassen Nano­mate­ria­lien, Nano­ferti­gung, Ras­ter­son­den­mik­rosko­pie, nano­elekt­roni­sche Ge­räte und er­neu­er­bare Ener­gie.  

Hersam be­gann seine Karri­ere in Mate­rial­wis­sen­schaf­ten an der Northwes­tern Uni­ver­sity un­mit­telbar nach seiner Pro­mo­tion, wo er die elekt­roni­schen Eigen­schaf­ten ein­zelner Mole­küle auf Si­lizi­um­ober­flä­chen mit Hilfe der Ultra­hoch­va­kuum-Ras­ter­tun­nel­mik­rosko­pie er­forschte und sich an­schlie­ßend den ein­wan­digen Koh­len­stoff-Nano­röh­ren (SWCNTs) zu­wandte. Ne­ben der Auf­klä­rung grundlegen­der Phä­no­mene in SWCNTs, entwi­ckelte er eine ska­lier­bare Stra­tegie zur Sor­tie­rung von SWCNTs nach ihrer physi­kali­schen und elekt­roni­schen Struk­tur unter Ver­wen­dung der Dich­tegra­dien­ten-Ultra­zentri­fuga­tion (DGU) – ei­nem Ver­fah­ren, das er auf eine breite Pa­lette von lö­sungs­verar­beite­ten Nano­mate­rialien wie Gra­phen oder Borni­trid über­trug. Zu den Höhe­punk­ten der jüngs­ten For­schung ge­hören die Syn­these und Cha­rakte­risie­rung von Boro­phen, die kova­lente Passi­vie­rung von schwarzem Phos­phor, ge­mischtdi­men­sio­nale van-der-Waals-Hete­rostruktu­ren und neu­ro­mor­phe Multi-Ter­minal-Membran­tran­sisto­ren.

Über die For­schung hin­aus ist Her­sam ein enga­gier­ter Päda­goge, wie acht Aus­zeich­nun­gen zum Lehrer des Jahres bele­gen. Au­ßer­dem grün­dete er zwei Unter­neh­men, Nano­In­tegris und Vole­xion, die Nano­elekt­ronik- bzw. Batte­rie-Mate­rialien anbie­ten.

Der Ga­ede-Lang­muir Award wird seit 1977 alle zwei Jahre verlie­hen und ehrt au­ßerge­wöhn­liche Ent­de­ckun­gen und Erfin­dun­gen in den Wis­sen­schaf­ten und Tech­nolo­gien, mit denen sich die AVS be­schäf­tigt. In die­sem Jahr geht er an David Neil Ruzic für Er­fin­dung und Kom­merzi­alisie­rung von Mag­net­rons und Stromver­sor­gun­gen für die physi­kali­sche Gas­pha­sen­ab­schei­dung spezi­ell im Be­reich des Hoch­leis­tungs­im­puls-Mag­net­ronsputtern (HI­PIMS).

    Ruzic ist Pro­fes­sor an der Uni­ver­sity of Il­linois in Ur­bana-Champaign und ar­bei­tet in der Ab­tei­lung für Nuk­lear-, Plasma- und Strahlen­tech­nik (NPRE), wo er 1984 nach sei­ner Pro­mo­tion in Phy­sik an der Princeton Uni­ver­sity und einer Post­dok­to­ran­den­stelle am Princeton Plasma Phy­sics Labo­ra­tory ein­trat. Seine For­schung hat sich stets auf die Wechsel­wir­kung von Plas­men mit Ma­teria­lien kon­zentriert. Zu­nächst am Princeton Large Torus (PLT)-Toka­mak, wo er die im Plasma er­zeug­ten schnellen neut­ra­len Atome und ihre Wechsel­wir­kung mit den an­gren­zen­den Bau­teilen un­ter­suchte und bald er­kannte, dass das am Rand des Fu­si­ons­reak­tors uner­wünschte Zer­stäu­ben von Ma­terial in der Halb­leiterver­ar­bei­tungsin­dust­rie von gro­ßem tech­ni­schem In­te­resse ist.

    Damit be­gan­nen 30 Jahre For­schung und Inno­va­tion auf dem Ge­biet der Mag­netronzer­stäu­bung. In den 1990er Jah­ren er­war­ben seine Stu­den­ten ein kom­mer­ziel­les Mag­net­ron und ent­wi­ckel­ten Diag­nose­ver­fah­ren zur Be­stim­mung des Ver­hält­nis­ses von Ionen zu neut­ralen Ato­men und zur Un­ter­su­chung, ob Ionen aus dem Tar­get­ma­terial oder aus dem Pro­zess­gas stam­men. In den 2000er Jah­ren iden­tifi­zier­ten seine Stu­den­ten und er die Fak­to­ren, die zu ei­ner hö­he­ren Ioni­sati­ons­rate beim High-Power-Im­pulse-Mag­net­ron-Sput­tering (HI­PIMS) füh­ren, und zeig­ten auf, wie man dies zur Her­stel­lung über­lege­ner Schichten nut­zen kann.

    Dar­über hin­aus ist Ruzic im­mer noch in der Fusi­ons­tech­nolo­gie aktiv. Er hat eine Lei­den­schaft für den Un­ter­richt und un­ter­hält als „Il­linois Ener­gyP­rof“ einen Y­ouTube-Ka­nal. Ne­ben zahl­rei­chen Äm­tern in ver­schiede­nen Bran­chen­netz­wer­ken diente Ru­zic neun Jahre lang als wis­sen­schaftli­cher Di­rek­tor der Inter­nati­onal Union of Va­cuum Societies IUV­STA.

    Beide Preis­träger trifft man im AVS 67 Virtual Show­case, der aus drei Live-Sit­zungen mit einge­ladenen Rednern und Preis­verlei­hungs­vorträgen, Live-Fragen und Ant­worten, anderen High­lights und Sonder­ver­anstal­tungen besteht und für Mit­glieder der AVS nach erfol­gter Regis­trie­rung frei zu­gäng­lich ist. Am 27. Oktober von 10:15 bis 10:55 Uhr (EDT) findet die 2020 AVS Gaede-Langmuir Award Lecture statt (David C. Ruzic: How Ad­van­ces in High-Power Magne­tron Impulse Sput­tering (HiPIMS) Can Con­trol Ion Energy‚ Ioni­zation‚ and Have High Depo­sition Rates) und am 28. Oktober von 10:05 bis 10:45 Uhr (EDT) die 2020 AVS Medard W. Welch Award Lecture (Mark C. Hersam: Chemi­cally Tailo­ring Inter­faces in Two-Dimen­sional Hetero­structures).

    AVS / NU / NPRE / LK

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