Jagdish Narayan - Jagdish Narayan

Jagdish Narayan
Jagdish Narayan aceptando el premio O Max Gardner.jpg
Nació
Kanpur , India
Nacionalidad indio
Otros nombres Jay Narayan
Ciudadanía Estados Unidos
Ocupación Profesor
Empleador Universidad Estatal de Carolina del Norte
Conocido por Q-carbon, epitaxia de coincidencia de dominio, recocido láser
Niños 1

Jagdish Narayan es un ingeniero estadounidense nacido en India. Desde 2001, se ha desempeñado como profesor titular distinguido de la familia John CC Fan en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad Estatal de Carolina del Norte . También es el científico visitante distinguido del Laboratorio Nacional de Oak Ridge . Narayan ha publicado más de 500 artículos de revistas de alto impacto, con sus descubrimientos cubiertos en más de 40 patentes estadounidenses e internacionales. Su cuerpo de trabajo se puede segregar en un procesamiento láser sin equilibrio de nuevos nanomateriales, incluidos materiales relacionados con Q-carbon , Q-BN, diamante y c-BN. Estos artículos de investigación han recibido más de 31.000 citas de Google con índice h> 85. Narayan y sus estudiantes descubrieron el Q-carbon como el nuevo alótropo, encontrando así una nueva ruta para fabricar diamantes y materiales relacionados en condiciones ambientales, dando como resultado propiedades y aplicaciones que van desde la superconductividad de alta temperatura en el Q-carbon dopado con boro hasta la dureza del diamante. en Q-carbono para mejorar la emisión de campo en Q-carbono para nanodiamantes dopados con nitrógeno para computación cuántica, nanosensores y dispositivos de estado sólido.

Temprana edad y educación

Jagdish Narayan llegó a los Estados Unidos en 1969 procedente de la India. Después de completar su licenciatura (con distinción y honores) de IIT Kanpur , India, se unió a UC Berkeley en 1969 y terminó su maestría (1970) y su doctorado (1971) en ciencia e ingeniería de materiales en dos años. Su tesis doctoral dio lugar a la publicación de una decena de artículos sobre defectos y fenómenos de difusión en revistas de archivo. Sus menores en Berkeley fueron física, ingeniería eléctrica e informática. Narayan ha continuado su investigación en las interfaces de estas disciplinas de ciencia de materiales, física, ingeniería eléctrica e informática.

Carrera profesional

Después de terminar su doctorado en la Universidad de California, Berkeley, Narayan fue nombrado metalúrgico investigador en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de 1971 a 1972. Más tarde se trasladó a la División de Estado Sólido en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge , donde se desempeñó como científico senior y líder de grupo del Grupo de Microscopía Electrónica y Películas Delgadas (1972–84). En 1984, se incorporó a la Universidad Estatal de Carolina del Norte como profesor de microelectrónica de Carolina del Norte y director del Centro de Microelectrónica de Carolina del Norte. Su enfoque multifacético y sus contribuciones a la investigación y la docencia lo llevaron a su nombramiento como profesor universitario distinguido en 1989. En 2001, fue nombrado profesor titular de la cátedra John C. Fan. También se desempeñó como director de la División de Investigación de Materiales (DMR) de la Fundación Nacional de EE. UU. (1990-1992). Bajo su liderazgo, la National Science Foundation lanzó una iniciativa presidencial de gran éxito sobre procesamiento y materiales avanzados, que lo llevó a recibir el Premio al Servicio Distinguido de la NSF. Ha sido mentor de más de 80 doctores, que son altamente exitosos en el campo de la síntesis y procesamiento de nanomateriales novedosos, caracterización de materiales atómicos y nanoescalares, correlaciones estructura-propiedad, modelado y dispositivos.

Investigar

Con el descubrimiento del recocido láser de nanosegundos, Narayan ha sido pionero en los desarrollos en las interacciones láser-sólido y el procesamiento térmico transitorio de nanomateriales y películas delgadas epitaxiales. Con el desarrollo de la técnica de deposición por láser pulsado y el paradigma de epitaxia de coincidencia de dominios, formó películas delgadas estequiométricas relajadas sobre sustratos industrialmente relevantes a lo largo de la escala de inadaptación. Estos desarrollos en la tecnología de fabricación de materiales dieron como resultado la fabricación de nuevos materiales multifuncionales como aleaciones de semiconductores sobresaturados, nanocompuestos de metal-cerámica y células solares difundidas por láser.

Mientras trabajaba en el recocido láser de aleaciones de semiconductores, Narayan la promocionó como la técnica de elección para lograr el control temporal y espacial de la concentración de dopantes en semiconductores dopados. Esta técnica resultó en el descubrimiento de Q-carbono y Q-BN y la conversión de carbono amorfo en diamante y h-BN en c-BN en condiciones ambientales son importantes para allanar el camino hacia la síntesis fácil de derivados de diamante y cBN. El aspecto clave de este descubrimiento es la generación de carbono fundido en un estado súper subenfriado (más de 1000 K) por debajo del punto de fusión normal, seguido de un enfriamiento ultrarrápido para formar una nueva fase de carbono (denominada Q-carbono). Al disminuir el subenfriamiento, se produce la formación del estado de energía relativamente más baja, es decir, diamante. El trabajo posterior en el procesamiento de materiales y el recocido láser controlado resultó en desarrollos reportados en: ACS Nano ; Nano materiales aplicados por ACS; Cartas de Física Aplicada ; Revista de Física Aplicada ; Cartas de investigación de materiales ; Comunicaciones MRS.

Impacto de la investigación

Narayan desarrolló la epitaxia de coincidencia de dominios (DME), que implica la coincidencia de múltiplos integrales de planos de celosía, abordando el crecimiento epitaxial de heteroestructuras en la escala de inadaptación. La epitaxia de coincidencia de dominios condujo a la integración de óxidos y nitruros III en sustratos de zafiro y Si (100) relevantes para la industria (Patente de Estados Unidos Nº 7.803.717) (Patentes de Estados Unidos Nº 5.406.123 y 6.955.985).

Su grupo de investigación en NC State se enfoca en la fabricación y procesamiento controlados de nanomateriales novedosos utilizando la deposición de láser pulsado usando unidades PLD y Laser MBE, procesamiento térmico de materiales usando recocido láser de nanosegundos y generando nuevas heteroestructuras epitaxiales en la escala de inadaptación, utilizando epitaxia de coincidencia de dominio. . El enfoque de fabricación se complementa con la microscopía electrónica de barrido / transmisión de alta resolución para el análisis de defectos e interfaces a escala atómica para correlacionar el rendimiento del dispositivo con la estructura atómica. Este enfoque de síntesis de materiales a través de técnicas de no equilibrio y la comprensión de las intrincadas correlaciones estructura-propiedad han llevado al descubrimiento de Q-carbono y Q-BN: los nuevos alótropos amorfos densamente empaquetados en carbono y nitruro de boro lejos del equilibrio. El dopaje de boro en carbono Q ha resultado en poliamorfismo y superconductividad de alta temperatura tipo II en carbono Q dopado con B con una temperatura de transición superconductora de 55 K

Utilizando el paradigma epitaxial DME, el grupo integró VO 2 con Si para el desarrollo de sensores infrarrojos inteligentes en un solo chip de computadora. Estos desarrollos de investigación, especialmente en III-Nitruros, fueron reconocidos por el Instituto Americano de Física por el Premio Nobel de Física sobre diodos emisores de luz azul (LED) hechos de materiales a base de nitruro de galio. Uno de los trabajos de investigación clave fue señalado por el Instituto Americano de Física con el foco en el desarrollo de materiales basados ​​en GaN utilizados en el trabajo de los premios Nobel. Su invención de los LED Nano-Pocket es la arquitectura clave utilizada en los eficientes diodos emisores de luz basados ​​en nitruro de galio. A finales de la década de 1970, Narayan fue pionero en la captura de solutos de dopantes en materiales semiconductores con sus descubrimientos del recocido láser de nanosegundos. Esta gran captura de solutos por encima de los límites de solubilidad retrógrada dio como resultado la formación de aleaciones de semiconductores sobresaturadas utilizadas en los circuitos integrados actuales. Este descubrimiento lo llevó a recibir el premio del Departamento de Energía de EE. UU. En 1981 y el premio IR-100 en 1983. En 2011, Acta Materialia otorgó la Medalla de Oro a Narayan por actuar como pionero en la ciencia de los materiales de estado sólido y su liderazgo en todo el mundo. La idea de que el atrapamiento de solutos se puede utilizar para fabricar materiales novedosos fue introducida por John Cahn a principios de la década de 1970, lo que resultó en el desarrollo de cuasicristales en el atrapamiento de solutos de Mn en aleaciones de Al-Mn y el premio Nobel 2011 a Dan Schetman por su trabajo. sobre cuasicristales .

Honores y premios

Referencias