David Lockwood

Investigador Emérito
Consejo nacional de investigación
Ottawa, Canadá

Educación:

• Licenciatura, maestría, doctorado y doctorado, Universidad de Canterbury
• Doctorado en Ciencias de la Universidad de Edimburgo

Enfoque de trabajo:

El trabajo de investigación de David se centra en las propiedades ópticas de materiales de baja dimensión a nanoescala y se centra en puntos cuánticos semiconductores del Grupo IV y III-V y nanocables y nanoanillos magnéticos de metales de transición. La investigación tiene como objetivo proporcionar nuevas tecnologías para mejorar el rendimiento de los dispositivos involucrados en la comunicación de información (por ejemplo, Internet) y el almacenamiento de información (memorias digitales reescribibles), y desarrollar computadoras cuánticas.

Consejos para estudiantes:

Sugeriría tomar cursos de ciencias generales o ingeniería en la universidad para descubrir qué área de la nanotecnología les atrae más y luego proceder a una formación de grado superior en esa área.    

Enlaces:

  – Consejo nacional de investigación

Entrevista:

¿En qué campos técnicos dentro de la Nanotecnología se aplica mejor su trabajo?
madera de bloqueo:

• Nanomateriales
• Nanoóptica, nanofotónica y nanooptoelectrónica
• Nanomagnetismo

P: ¿Cuándo descubrió por primera vez que su carrera profesional se centraba en la nanotecnología?
madera de bloqueo:  Quizás resulte algo sorprendente que comencé a investigar en el área de la nanotecnología en 1964, mucho antes de que despegara la palabra de moda "nano". Estaba estudiando para mi tesis de maestría la difracción de la luz láser (obtenida de un láser HeNe casero, que era una "herramienta" de investigación completamente nueva en aquellos días) a partir de coloides asimétricos dispersos en agua que podían alinearse bajo la acción de un sonido intenso. campo. Algunos de los coloides, por ejemplo, tenían forma de aguja y diámetros inferiores a 100 nm.      

P: ¿En qué aplicaciones actuales de nanotecnología está trabajando?  
madera de bloqueo: Estoy investigando sistemáticamente las propiedades de emisión de luz de la aleación de silicio-germanio y los puntos cuánticos y cables cuánticos de germanio para aplicaciones en fotónica de silicio basada en la tecnología CMOS de silicio existente. Las características de la luminiscencia obtenida a partir de estas nanoestructuras se pueden alterar fácilmente mediante ingeniería de tensión o banda prohibida, por ejemplo, modificando adecuadamente sus condiciones de crecimiento. El objetivo general es producir una fuente de luz eficiente a partir de estos materiales que pueda integrarse fácilmente en los procesos de fabricación de circuitos integrados electrónicos existentes (ver más abajo para más detalles).         

P: ¿Qué es lo más gratificante de trabajar con nanotecnología?
madera de bloqueo: Desde un punto de vista experimental, resulta sumamente fascinante y gratificante ver cómo podemos caracterizar las propiedades físicas de estructuras tan pequeñas que son esencialmente invisibles a simple vista. Existen algunas técnicas, como la microscopía electrónica de transmisión, que pueden mostrar cómo se ven a escala casi atómica, pero la mayoría de las técnicas ópticas, por ejemplo, son esencialmente macroscópicas. ¡Y, sin embargo, hemos podido observar la emisión de luz a temperatura ambiente desde un único pozo cuántico de Si cristalino de sólo 1 nm (dos celdas unitarias) de espesor! Nuestras modernas herramientas de análisis son muy sensibles.    

P: ¿Hay algún ejemplo que pueda dar que muestre cómo algo en lo que ha trabajado ha impactado positivamente al mundo?
madera de bloqueo: La implementación total de la fotónica de silicio en la industria electrónica actual requiere idealmente una fuente de luz láser basada en silicio. Estas fuentes aún no están disponibles, principalmente porque el silicio (o el germanio) tiene una banda prohibida indirecta. Hemos inventado dispositivos basados en pozos cuánticos de silicio de espesor nanométrico espaciados por dióxido de silicio que emiten luz roja brillante a temperatura ambiente. Investigadores de Hitachi Ltd. en Japón han adoptado esta idea y han producido, en un heroico proyecto de ingeniería, emisiones estimuladas de dicha estructura. Con un mayor desarrollo de la ingeniería, el tan esperado láser de silicio ahora podría ser posible. Un láser de este tipo permitirá el desarrollo de circuitos integrados ópticos (o fotónicos) totalmente basados en silicio donde la información no sea transportada por electrones sino por luz (o fotones). Este circuito es necesario porque la velocidad a la que se puede transmitir información en los circuitos electrónicos integrados ha alcanzado un límite determinado por la resistencia eléctrica en los cables de conexión. El uso de la fotónica supera esta barrera: la información ahora viajará en nuestros dispositivos tan rápido como siempre, ¡a la velocidad de la luz! El objetivo final es sustituir la computación electrónica por su equivalente fotónico.   

P: ¿En qué áreas prevé que la futura comercialización de la nanotecnología tendrá el mayor impacto positivo en el mundo?
madera de bloqueo: Actualizaciones de la red de telecomunicaciones; el desarrollo de computadoras cuánticas; y una salud personal enormemente mejorada.

P: ¿Cuál cree que es el mayor impacto que la nanotecnología ha tenido en el mundo hasta ahora?  
madera de bloqueo: El desarrollo de la electrónica moderna ha tenido un enorme impacto en todos los aspectos de nuestra vida diaria. Dependemos completamente de computadoras de todo tipo, teléfonos celulares, asistentes personales en nuestros bolsillos o carteras y en automóviles, e Internet para comunicar información de todo tipo. Nada de esto habría sido posible sin el desarrollo del circuito integrado y los avances de ingeniería asociados a través de la nanotecnología.    

P: Durante la última década, la nanotecnología salió del laboratorio y está teniendo un impacto real en la sociedad. ¿Ha trabajado en algún esfuerzo que haya ayudado a comercializar la nanotecnología y haya dado como resultado nuevos productos o procesos? Por favor proporcione un ejemplo.
madera de bloqueo: Durante muchos años he dedicado esfuerzos considerables a difundir el conocimiento adquirido en la investigación y el desarrollo de la nanotecnología mediante la edición de libros en mi propia área de interés (Fotónica de silicio) y sobre todos los aspectos de la nanotecnología que abarcan fundamentos y aplicaciones (mi serie de libros sobre Ciencia y tecnología de nanoestructuras.).

P: ¿Tu formación universitaria te ayudó en tu trabajo en nanotecnología?
madera de bloqueo: La formación universitaria que recibí como físico fue bastante general y he descubierto que me ha permitido desarrollar las habilidades y aprendizajes necesarios para llevar a cabo una amplia variedad de tareas experimentales y teóricas en áreas de la nanotecnología relacionadas con las propiedades de los sistemas de materia condensada. y sus aplicaciones. Mi trabajo de tesis doctoral solidificó mi experiencia en la investigación de las propiedades ópticas de los nanosistemas.      

P: ¿Tiene un mentor? ¿Lo hiciste en tus años universitarios?
madera de bloqueo: No tengo mentor, pero ahora soy mentor de otros. No tuve un mentor en la Universidad de Canterbury, pero mi supervisor de doctorado, el profesor Alister McLellan, me apoyó increíblemente y me dio esencialmente mano libre para desarrollar mi propio programa de investigación en espectroscopia láser Raman, que incluía la co-supervisión del trabajo de otro estudiante de doctorado.   

P: Si tuvieras que hacerlo todo de nuevo, ¿seguirías centrándote en las aplicaciones de la nanotecnología?
Lockwood: Trabajo para el Gobierno de Canadá y, por tanto, sirvo al público canadiense. No podía estar seguro de que tomaría el mismo camino si tuviera que hacerlo todo de nuevo. Hacemos lo que sea que las necesidades de los canadienses requieran en ese momento y se toman muchas decisiones a lo largo del camino. Por ejemplo, podría haber contribuido en cuestiones energéticas a gran escala en lugar de en áreas de nanotecnología. 

P: Si un estudiante de secundaria o universitario estuviera interesado en la nanotecnología, ¿qué consejo le daría para ayudarlo a prepararse para asumir esos roles?
Lockwood: Yo sugeriría primero tomar cursos de ciencias generales o ingeniería en la universidad para descubrir qué área de la nanotecnología les atrae más y luego proceder a una formación de grado superior en esa área. Deberías disfrutar de tu entrenamiento. Encontrar un buen supervisor y/o mentor es esencial; pregunta por ahí.