WikiDer > Александр Александрович Баландин

Alexander A. Balandin
Александр Александрович Баландин
Александр Баландин.jpg
НациональностьСША и Россия
Альма-матерУниверситет Нотр-ДамМосковский физико-технический институт
ИзвестенТепловой транспорт в Графен, Фонон Инженерия, Электронный шум в материалах, Волна плотности заряда Устройства, Рамановская спектроскопия, Спектроскопия Бриллюэна
НаградыМедаль Бриллюэна за исследование фононов в графене;[1] Медаль MRS за открытие уникальной теплопроводности в графене;[2] Премия IEEE Pioneer в области нанотехнологий
Научная карьера
ПоляНанотехнологии, Малогабаритные устройства, Фонон Техника, Тепловой транспорт, Электронный шум, Рамановская спектроскопия, Спектроскопия Бриллюэна
УчрежденияКалифорнийский университет, Риверсайд

Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе

Московский физико-технический институт
Интернет сайтбалансирная группа.ucr.edu

Александр Александрович Баландин (Русский: Александр Баландин или же Александр Алексеевич Баландин) - инженер-электрик, физик твердого тела и материаловед, наиболее известный экспериментальным открытием уникальных тепловых свойств графена и их теоретическим объяснением; исследования фононов в наноструктурах и низкоразмерных материалах, которые привели к развитию области фононной инженерии; исследование низкочастотных электронных шумов в материалах и устройствах; и демонстрация первых устройств на волне зарядовой плотности, работающих при комнатной температуре.

Академическая карьера

Александр Баландин получил степени бакалавра и магистра с отличием по прикладной математике и прикладной физике Московский физико-технический институт (МФТИ), Россия. Он получил вторую степень магистра и доктора наук в области электротехники в Университет Нотр-Дам, СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. После окончания докторантуры на кафедре электротехники Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе (UCLA), он присоединился к Калифорнийский университет, Риверсайд (UCR) в качестве преподавателя. В настоящее время он является заслуженным профессором электротехники и вычислительной техники, а также Калифорнийский университет Президентской кафедры профессор кафедры материаловедения. Он является директором центра Phonon Optimized Engineered Materials (POEM) UCR, директором завода по нанофабрикации (NanoFab) и председателем-основателем всего кампуса. Материаловедение и инженерия (MS&E) Программа. Профессор Баландин - заместитель главного редактора журнала Письма по прикладной физике (APL).

Исследование

Научный опыт профессора Баландина охватывает широкий спектр нанотехнологии, материаловедение, электроника, фононика и спинтроника области с особым упором на низкоразмерные материалы и устройства. Он проводит как экспериментальные, так и теоретические исследования. Он признан пионером графен тепловое поле и один из пионеров фононика поле. Его исследовательские интересы включают: волна зарядовой плотности эффекты в низкоразмерных материалах и их устройствах, электронный шум материалов и устройств, Бриллюэна - Мандельштама и Рамановская спектроскопия различных материалов, практическое применение графен в тепловом менеджменте и преобразовании энергии. Он также активно работает в области новых устройств, спинтроники и альтернативных вычислительных парадигм.

Профессор Баландин был одним из пионеров в области фононика и фонон инженерия. В 1998 г. Баландин опубликовал влиятельную статью о влиянии пространственного ограничения фононов на теплопроводность наноструктур, в которой термин «фононная инженерия» впервые появился в журнальной публикации.[3] В этой работе он теоретически предложил новый физический механизм уменьшения теплопроводность из-за изменения фонона групповая скорость и плотность состояний вызвано пространственным ограничением. Теоретически предсказанные изменения спектра акустических фононов у отдельных наноструктуры позже были подтверждены экспериментально.[4][5] Фононная инженерия находит применение в электронике, управлении температурным режимом и преобразовании термоэлектрической энергии.[6]

В 2008 году профессор Баландин провел новаторское исследование теплопроводность графена.[7] Чтобы провести первое измерение тепловых свойств графена, Баландин изобрел новую методику оптотермического эксперимента, основанную на Рамановская спектроскопия.[8] Он и его коллеги теоретически объяснили, почему собственная теплопроводность графена может быть выше, чем у объемного. графит, и экспериментально продемонстрировал 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 материалы. Вклад Баландина в поле графена выходит за рамки тепловых свойств графена и управление температурным режимом Приложения. Его исследовательская группа провела подробные исследования низкочастотных электронный шум в графеновых устройствах;[11] продемонстрировали селективные сенсоры на основе графена, не основанные на функционализации поверхности;[12] и графен логические ворота и схемы, которые не требуют электронных запрещенная зона в графене.[13]

Профессор Баландин внес ряд важных вкладов в область низкочастотного электронный шум, также известный как 1 / f шум. Его ранние работы в области 1 / f-шума включали исследование шум источники в GaN материалы и устройства, что привело к существенному снижению уровня шума в таких типах устройств, выполненных из широкой запрещенной зоны. полупроводники.[14] В 2008 году он начал исследование электронного шума в графене и других 2D-материалах. Основные результаты его исследований включали понимание механизма 1 / f-шума в графене, который отличается от такового в обычных полупроводниках или металлы; использование многослойного графена для решения вековой проблемы происхождения поверхностного и объемного шума;[15] понимание необычных эффектов облучения на шум в графене, которое показало возможность уменьшения шума в графене после облучения.[16] Он успешно использовал измерения шума как спектроскопия для лучшего понимания специфики электронный транспорт в графене и других низкоразмерных (1D и 2D) материалах.

Работа профессора Баландина помогла возрождению волна зарядовой плотности (CDW) область исследований. Ранние работы по эффектам ВЗП проводились с объемными образцами, которые имеют квазиодномерные кристаллические структуры сильно связанных одномерных цепочек атомов, которые слабо связаны друг с другом посредством силы Ван дер Ваальса. Возрождение поля ВЗП было связано, с одной стороны, с интересом к слоистым квази-двумерным ван-дер-ваальсовым материалам, 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 с сотрудниками использовали оригинальную спектроскопию низкочастотного шума для мониторинга фазовые переходы в 2D CDW квантовые материалы,[18] продемонстрировали чрезвычайную радиационную стойкость устройств CDW [19][20] и предложил ряд транзистор-меньше логические схемы реализовано с устройствами CDW.[21][22]

Почести и награды

Баландин получил следующие награды и награды:

Исследовательская группа

Логотип группы доктора Баландина

Опыт Balandin group охватывает широкий спектр тем от физика твердого тела к экспериментальному исследованию перспективных материалов и устройств с приложениями в электронике и преобразование энергии. Синергия между различными направлениями исследований заключается в изучении эффектов пространственного ограничения в современных материалах и фононы. Основные области исследований: комбинационное рассеяние света и рассеяние света Бриллюэна - Мандельштама. спектроскопия; нанопроизводство и тестирование электронных устройств с материалами 2D и 1D; Низкая частота электронный шум спектроскопия; тепловая характеристика материалы.

Рекомендации

  1. ^ https://balandingroup.ucr.edu/resources/text/2019%20Brillouin%20Publication.pdf
  2. ^ https://mrs.org/careers-advancement/awards/fall-awards/mrs-medal
  3. ^ А. Баландин, К. Л. Ван, “Значительное уменьшение решеточной теплопроводности из-за удержания фононов в отдельно стоящей полупроводниковой квантовой яме”, Phys. Ред. B, т. 58, нет. 3. С. 1544–1549, июль 1998 г.
  4. ^ Баландин А.А. Фононная инженерия в графене и материалах Ван-дер-Ваальса // MRS Bull., Vol. 39, нет. 9. С. 817–823, 2014.
  5. ^ Ф. Каргар, Б. Дебнат, Ж.-П. Какко, А. Сяйнатйоки, Х. Липсанен, Д. Л. Ника, Р. К. Лейк и А. А. Баландин, “Прямое наблюдение ветвей ограниченной акустической фононной поляризации в отдельно стоящих полупроводниковых нанопроводах”, Nature Commun., Т. 7, стр. 13400, ноябрь 2016 г.
  6. ^ Баландин А.А. Фононика графена и родственных ему материалов // АСУ Нано. 14. С. 5170-5178, 2020.
  7. ^ А. А. Баландин, С. Гош, В. Бао, И. Калисо, Д. Тевелдебрхан, Ф. Мяо, К. Н. Лау, «Превосходная теплопроводность однослойного графена», Nano Lett., Т. 8, вып. 3. С. 902–907, март 2008 г.
  8. ^ Баландин А.А. Тепловые свойства графена и наноструктурированных углеродных материалов // Нац. Матер., Т. 10, вып. 8. С. 569–581, 2011.
  9. ^ С. Гош, В. Бао, Д. Л. Ника, С. Субрина, Е. П. Покатилов, К. Н. Лау, А. А. Баландин, “Размерный кроссовер переноса тепла в многослойном графене”, Нат. Матер., Т. 9, вып. 7. С. 555–558, 2010.
  10. ^ Д. Л. Ника, А. А. Баландин, «Фононы и термоперенос в графене и материалах на его основе», Reports Prog. Phys., Т. 80, нет. 3, стр. 36502, март 2017.
  11. ^ Баландин А.А. Низкочастотный 1 / f-шум в графеновых устройствах // Nat Nano. 8, вып. 8. С. 549–555, август 2013 г.
  12. ^ Румянцев С., Лю Г., Шур М. С., Потыраило Р. А., Баландин А. А. Селективное зондирование газа с помощью одного нетронутого графенового транзистора // Письма в нанотехнологиях. 12, вып. 5. С. 2294–2298, май 2012 г.
  13. ^ Лю Дж., С. Ахсан, А. Г. Хитун, Р. К. Лейк, А. А. Баландин, «Небулева логические схемы на основе графена», J. Appl. Phys., Т. 114, нет. 15, стр. 154310, октябрь 2013 г.
  14. ^ А. Баландин, С. В. Морозов, С. Цай, Р. Ли, К. Л. Ван, Г. Виджератне, К. Р. Вишванатан, «Полевые транзисторы GaN / AlGaN на гетероструктурах с низким уровнем фликкер-шума для СВЧ-связи», IEEE Trans. Микроу. Теория техн., Т. 47, нет. 8. С. 1413–1417, 1999.
  15. ^ Лю Дж., Румянцев С., Шур М. С., Баландин А. А. Происхождение 1 / f-шума в многослойных графеновых слоях: поверхность по сравнению с объемом, Прикл. Phys. Lett., Vol. 102, нет. 9, стр. 93111, март 2013 г.
  16. ^ М. Захид Хоссейн, С. Румянцев, М. С. Шур, А. А. Баландин, “Уменьшение 1 / f-шума в графене после облучения электронным пучком”, Прикл. Phys. Lett., Vol. 102, нет. 15, стр. 153512, апрель 2013 г.
  17. ^ Дж. Лю, Б. Дебнат, Т. Р. Поуп, Т. Т. Сальгуэро, Р. К. Лейк и А. А. Баландин, «Генератор волны зарядовой плотности на основе интегрированного устройства дисульфид тантала – нитрида бора – графена, работающего при комнатной температуре», Nature Nano, т. 11, вып. 10. С. 845–850, октябрь 2016 г.
  18. ^ Лю Г., Румянцев С., Бладгуд М. А., Салгуэро Т. Т., Баландин А. А. Низкочастотные флуктуации тока и скольжение волн зарядовой плотности в двумерных материалах // Нано-письма. 18, нет. 6. С. 3630–3636, 2018.
  19. ^ Дж. Лю, Э. С. Чжан, К. Лян, М. Бладгуд, Т. Салгуэро, Д. Флитвуд, А. А. Баландин, «Влияние общей ионизирующей дозы на переключение порога в устройствах с волновой плотностью заряда 1T-TaS2», IEEE Electron Device Lett. ., т. 38, нет. 12. С. 1724–1727, декабрь 2017 г.
  20. ^ А.К. Геремью, Ф. Каргар, Э.С. Чжан, С.Е. Чжао, Э. Айтан, М.А. Бладгуд, Т.Т. Салгуэро, С. Румянцев, А. Федосеев, Д. М. Флитвуд и А. А. Баландин, «Иммунная к протонному облучению электроника с двумерным зарядом. -плотностно-волновые устройства // Наноразмеры. 11, вып. 17. С. 8380–8386, 2019.
  21. ^ А. Хитун, Г. Лю, А. А. Баландин, «Двумерная осцилляторная нейронная сеть на основе устройств с волновой зарядовой плотностью при комнатной температуре», IEEE Trans. Nanotechnol., Т. 16, нет. 5. С. 860–867, сентябрь 2017 г.
  22. ^ А. Г. Хитун, А. К. Геремью, А. А. Баландин, «Бестранзисторные логические схемы, реализованные с помощью устройств с двумерной волной плотности заряда», IEEE Electron Device Lett., Вып. 39, нет. 9. С. 1449–1452, 2018.

внешняя ссылка