Morton B. Panisch - Morton B. Panish

Morton Panish
Geboren ( 1929-04-08 )8. April 1929 (Alter 92)
Brooklyn, New York
Staatsbürgerschaft amerikanisch
Alma Mater Michigan State University
Bekannt für Halbleiterlaser
Ehepartner Evelyn Wally Chaim (20. August 1951)
Kinder Steven Chaim Panish, Paul William Panish, Deborah Faye Panish
Auszeichnungen C&C-Preis , IEEE Morris N. Liebmann-Gedächtnispreis ; Mitglied der National Academy of Sciences und der National Academy of Engineering
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Physikalische Chemie
Institutionen Oak Ridge National Laboratory , Avco , Bell Labs
These  (1954)
Doktoratsberater Max Rogers

Morton B. Panish (* 8. April 1929) ist ein US-amerikanischer Physikochemiker, der 1970 zusammen mit Izuo Hayashi einen Halbleiterlaser mit kontinuierlicher Welle bei Raumtemperatur entwickelte . Für diese Leistung erhielt er 2001 den Kyoto Prize in Advanced Technology .

Frühen Lebensjahren

Morton Panish wurde am 8. April 1929 in Brooklyn als Sohn von Isidore Panish und Fanny Panish (geb. Glasser) geboren und wuchs in Brooklyn auf. Sechs Jahre später wurde ein Bruder, Paul, geboren. Er besuchte die Erasmus Hall High School , die er 1947 abschloss. Zwei Jahre lang besuchte er das Brooklyn College , wechselte dann an die University of Denver, "aus dem Wunsch, allein zu sein, um dem Heuschnupfen zu entkommen, an dem ich in NY litt , und weil Gary da war." (Gary Baden war einer seiner besten Freunde in der High School.)

Panish spezialisierte sich zunächst auf organische Chemie . Er war stark beeinflusst von einem Buch, das er im Alter von 12 Jahren las, Microbe Hunters von Paul de Kruif , das bei ihm den Eindruck hinterließ, dass eine wissenschaftliche Karriere spannend ist; und in seinem letzten Jahr an der High School hatte er einen Ersatzlehrer für Chemie, einen Chemiestudenten an der Columbia University . Panish war fasziniert von der Beschreibung seines Ph.D. Arbeit, die die Synthese neuer organischer Verbindungen beinhaltete. Seine zukünftige Frau Evelyn Chaim lernte er in einem Kurs in organischer Chemie an der Universität Denver kennen. Er fühlte sich jedoch von der eher mathematischen Disziplin der Physikalischen Chemie angezogen, die er für anspruchsvoller hielt, und schließlich spezialisierte er sich darauf. Er schloss sein Studium 1950 ab.

Panish schrieb sich an einer Graduiertenschule an der Michigan State University ein , mit Hauptfach Physikalische Chemie und Nebenfach Organische Chemie. Seine Masterarbeit umfasste eine „Messreihe des elektrischen Dipolverhaltens einiger organischer Verbindungen“, die er nicht als sehr anspruchsvoll ansah. Sein Berater war Max Rogers, ein Kanadier und ehemaliger Schüler von Linus Pauling , und Rogers betreute seinen Ph.D. Arbeit auch, die auf Interhalogenverbindungen war . Diese Verbindungen, die zur Verarbeitung von Reaktorbrennstoffen verwendet werden, sind hochreaktiv und gefährlich, und nachdem Panish seine Experimente abgeschlossen hatte, wurde ein anderer Student bei einer Explosion schwer verletzt. Panish beschloss, künftig mit weniger gefährlichen Materialien zu arbeiten.

Von 1954 bis 1957 arbeitete Panish für Oak Ridge National Laboratory in Tennessee, die das Studium der chemischen Thermodynamik von geschmolzenen Salzen . Dann zog er nach Massachusetts und arbeitete in der Forschungs- und Vorentwicklungsabteilung der AVCO Corporation . Der Hauptauftrag dieser Division mit der United States Air Force war die Entwicklung von Fahrzeugen für den Wiedereintritt thermonuklearer Waffen in die Atmosphäre. Panish war nicht bereit, diese Arbeit zu übernehmen, aber die Regierung stellte 5% des Budgets für die Grundlagenforschung bereit. Von 1957 bis 1964 arbeitete er an der chemischen Thermodynamik feuerfester Verbindungen, entschied sich dann aber zu gehen, weil die Regierung die Förderung der Grundlagenforschung einstellte.

Bell Labs

Vor dem Job in Oak Ridge hatte sich Panish bei Bell Labs beworben und wurde abgelehnt, aber jetzt stellten sie ihn ein. Er begann seine Arbeit im Juni 1964 im Solid State Electronics Research Laboratory, einer Gruppe unter der Leitung des Physikers John Galt. Er war Teil einer Abteilung, die sich mit III-V- Halbleitern beschäftigte , Verbindungen, in denen Elemente der Gruppe III und der Gruppe V des Periodensystems kombiniert sind, zum Beispiel Galliumarsenid (GaAs). Er plante eine Reihe von Experimenten, um die Kontrolle der Störstellenelemente zu untersuchen, die die elektrischen Eigenschaften der Halbleiter bestimmen.

1966 bat Galt Panish und Izuo Hayashi , einen Physiker aus Japan, ein Problem mit Laserdioden zu untersuchen . Die ersten dieser Laser, auch Injektionslaser genannt , wurden 1962 unabhängig von General Electric- Gruppen in Syracuse und Schenectady sowie dem Thomas J. Watson Research Center von IBM und dem MIT Lincoln Laboratory entwickelt . Diese frühen Laser, die größtenteils aus einem einzigen Stück GaAs bestanden, benötigten hohe Stromdichten für den Betrieb, sodass sie nur bei sehr niedrigen Temperaturen kontinuierlich betrieben werden konnten. bei Raumtemperatur konnten sie nur für den Bruchteil einer Sekunde arbeiten. Damit sie in einem praktischen Kommunikationssystem verwendet werden können, müssten sie kontinuierlich bei Raumtemperatur betrieben werden.

Eine Lösung des Problems wurde vorgeschlagen , theoretisch durch Herbert Kroemer 1963 - einem Doppelheteroübergangslaser , aber konnte keine geeignete (gitterangepaßten) -Kombination Halbleiter vorzuschlagen. Die für die ersten CW-Laser verwendete Kombination solcher Materialien war GaAs (Galliumarsenid) und Aluminiumgalliumarsenid. Die Idee war, ein Material wie GaAs mit einer kleineren Bandlücke zwischen zwei Schichten eines Materials wie Aluminiumgalliumarsenid (eine feste Lösung von AlAs und GaAs) mit einer größeren Bandlücke zu platzieren; dies beschränkte die Ladungsträger und das optische Feld (das Licht) auf diese Schicht, wodurch der zum Lasern benötigte Strom reduziert wurde. Panish und Izuo Hayashi entwickelten unabhängig voneinander zuerst den Einfach-Heterostruktur-Laser und dann den Doppel-Heterostruktur-Laser. Die Veröffentlichung der Ankündigung des ersten bei Raumtemperatur kontinuierlich arbeitenden Doppelheterostruktur-Lasers erfolgte jedoch 1970 durch Zhores Alferov, einen Monat bevor Hayashi und Panish ähnliche Ergebnisse veröffentlichten. Obwohl es einen gewissen Kontakt zwischen der Gruppe in Leningrad und der Gruppe in New Jersey gab, einschließlich eines Besuchs von Alferov im New Jersey-Labor, wurden die beiden Errungenschaften unabhängig voneinander erzielt. Panish experimentierte mit der Herstellung von Wafern mit einer neuen Form der Flüssigphasen- Epitaxie, während Hayashi die Lasereigenschaften testete. Panish und Hayashi beobachteten in den Wochen vor ihrer letzten Demonstration einen CW-Betrieb in mehreren Wafern. Das musste auf einen Laser warten, der lange genug lebte, um eine vollständige Darstellung des Laserspektrums zu erhalten. Während des Memorial Day- Wochenendes 1970, während Panish zu Hause war, probierte Hayashi eine Diode aus, die einen Dauerstrichstrahl bei knapp über 24 Grad Celsius aussendete, und er war in der Lage, das gesamte Spektrum mit der damals sehr langsamen Ausrüstung zu zeichnen . Er hinterließ einen Zettel an Panishs Tür: "CW definitiv!! bei 24°C 10.30 Uhr 1. Juni 1970." Ein Top-Manager brachte unter Verstoß gegen die Laborregeln ein paar Flaschen Champagner zum Feiern.

Raumtemperaturlaser wurden bald bei RCA Laboratories, Standard Telecommunication Laboratories und Nippon Electric Corporation ( NEC ) dupliziert . In den nächsten Jahren wurden die Laser langlebiger und zuverlässiger. Bei Bell Labs wurde Barney DeLoach die Aufgabe übertragen, ein praktisches Gerät zu entwickeln. Aber im Januar 1973 sagten sie ihm, er solle alle Arbeiten an dem Problem einstellen. Wie er sich erinnerte, war ihre Meinung: "Wir haben schon Luft, wir haben schon Kupfer. Wer braucht ein neues Medium?"

Der Dauerstrich-Halbleiterlaser führte direkt zu den Lichtquellen in der faseroptischen Kommunikation , in Laserdruckern , Barcode-Lesegeräten und optischen Laufwerken ; aber es waren hauptsächlich japanische Unternehmer, nicht AT&T, die letztendlich von diesen Technologien profitierten.

Nach der Arbeit an Doppelheterostruktur-Lasern demonstrierte Panish mit anderen Mitarbeitern in den späten 1970er Jahren weiterhin Varianten der Laserstrukturen, aber der Hauptschwerpunkt seiner Arbeit für den Rest seiner Karriere (bis 1992) bestand darin, die neuen Möglichkeiten zu nutzen präsentiert durch die Verwendung gitterangepasster Halbleiter-Heterostrukturen für andere Bauelemente (Detektoren, Transistoren) und für das Studium der Physik kleiner Schichtstrukturen.

Auszeichnungen und Ehrungen

2001 teilte er sich den Kyoto Prize in Advanced Technology . Electronics Division Award der Electrochemical Society 1979. Er teilte sich 1987 mit Izuo Hayashi den C & C Prize (Japan). Solid State Medalist der Electrochemical Society 1986. International Crystal Growth Award 1990 Morris N. Liebmann Memorial Award des IEEE 1991. Er war der erste Empfänger des John Bardeen Award der Metallurgical Society im Jahr 1994. Panish wurde 1986 zum Mitglied der National Academy of Engineering gewählt der Wissenschaften im Jahr 1987.

Funktioniert

Im Folgenden sind einige der wichtigsten Werke von Panish aufgeführt:

  • Hayashi, I.; Panisch, M.; Foy, P. (April 1969). „Ein niedrigschwelliger Raumtemperatur-Injektionslaser“. IEEE Journal of Quantum Electronics . 5 (4): 211–212. Bibcode : 1969IJQE....5..211H . doi : 10.1109/JQE.1969.1075759 .
  • Panisch, MB (1970). "Doppelheterostruktur-Injektionslaser mit Raumtemperaturschwellen von nur 2300 A/cm²". Angewandte Physik Briefe . 16 (8): 326–327. Bibcode : 1970ApPhL..16..326P . doi : 10.1063/1.1653213 .
  • Hayashi, I.; Panisch, M.; Foy, P. (1970). "Junction-Laser, die kontinuierlich bei Raumtemperatur arbeiten". Angewandte Physik Briefe . 17 (3): 109. Bibcode : 1970ApPhL..17..109H . doi : 10.1063/1.1653326 .
  • Hayashi, I.; Panisch, M.; Reinhart, FK (1971). „GaAs AlxGa1-xAs Doppelheterostruktur-Injektionslaser“. Zeitschrift für Angewandte Physik . 42 (5): 1929. Bibcode : 1971JAP....42.1929H . doi : 10.1063.1.1660469 .

Verweise

Externe Links