데이비드 J. 록우드
명예연구원
국립연구회
오타와, 캐나다
교육:
- 캔터베리 대학교 BSc, MSc, PhD 및 DSc
- 에든버러 DSc 대학교
업무 초점:
David의 연구 작업은 나노 규모의 저차원 물질의 광학적 특성에 중점을 두고 있으며 IV족 및 III-V족 반도체 양자점과 전이금속 자기 나노와이어 및 나노링에 중점을 두고 있습니다. 본 연구는 정보통신(인터넷 등)과 정보저장(재기록 가능한 디지털 메모리)에 관련된 기기의 성능 향상과 양자컴퓨터 개발을 위한 신기술 제공을 목표로 하고 있다.
학생들을 위한 조언:
나는 대학에서 일반 과학이나 공학 과정을 수강하여 나노기술의 어떤 분야가 자신에게 가장 매력적인지 알아본 다음 해당 분야에서 더 높은 수준의 훈련을 진행하는 것을 제안합니다.
연결:
– 국립연구회
회견:
나노기술의 어떤 기술 분야에 귀하의 작업이 가장 잘 적용됩니까?
록우드:
- 나노소재
- 나노광학, 나노포토닉스, 나노광전자공학
- 나노자기학
Q: 귀하의 진로가 나노기술에 초점을 맞추고 있다는 것을 처음 알게 된 것은 언제입니까?
록우드: 아마도 다소 놀랍게도 나는 '나노'라는 유행어가 퍼지기 훨씬 전인 1964년에 나노기술 분야에 대한 연구를 시작했습니다. 나는 석사 논문을 위해 강렬한 소리의 작용에 따라 정렬될 수 있는 물에 분산된 비대칭 콜로이드로부터 레이저 빛(당시 새로운 연구 '도구'였던 수제 HeNe 레이저에서 얻은)의 회절을 연구하고 있었습니다. 필드. 예를 들어 콜로이드 중 일부는 바늘 모양이었으며 직경이 100 nm 미만이었습니다.
Q: 현재 어떤 나노기술 응용을 연구하고 있나요?
록우드: 기존 실리콘 CMOS 기술을 기반으로 실리콘 포토닉스 응용을 위한 실리콘-게르마늄 합금과 게르마늄 양자점, 양자선의 발광 특성을 체계적으로 연구하고 있습니다. 이러한 나노구조에서 얻은 발광 특성은 예를 들어 성장 조건을 적절하게 수정하여 변형 또는 밴드 갭 공학을 통해 쉽게 변경할 수 있습니다. 전반적인 목표는 기존 전자 집적 회로 제조 공정에 쉽게 통합될 수 있는 이러한 재료로부터 효율적인 광원을 생산하는 것입니다(자세한 내용은 아래 참조).
Q. 나노기술을 활용하면서 가장 보람찬 점은 무엇인가요?
록우드: 실험적인 관점에서 볼 때, 육안으로 볼 수 없는 작은 구조의 물리적 특성을 어떻게 특성화할 수 있는지 보는 것은 가장 흥미롭고 보람 있는 일입니다. 거의 원자 규모에서 어떻게 보이는지 보여줄 수 있는 투과전자현미경과 같은 몇 가지 기술이 있지만, 예를 들어 대부분의 광학 기술은 본질적으로 거시적입니다. 그럼에도 불구하고 우리는 두께가 1 nm(2개의 단위 셀)에 불과한 결정질 Si 단일 양자 우물에서 실온에서 발광을 관찰할 수 있었습니다! 우리의 최신 분석 도구는 매우 민감합니다.
Q: 당신이 작업한 일이 세상에 어떻게 긍정적인 영향을 미쳤는지 보여주는 예가 있습니까?
록우드: 오늘날 전자 산업에서 실리콘 포토닉스를 완벽하게 구현하려면 이상적으로는 실리콘 기반 레이저 광원이 필요합니다. 이러한 소스는 아직 사용할 수 없습니다. 주로 실리콘(또는 게르마늄)에 간접 밴드 갭이 있기 때문입니다. 우리는 실온에서 밝은 적색광을 방출하는 이산화규소로 간격을 두고 나노미터 두께의 실리콘 양자 우물을 기반으로 하는 장치를 발명했습니다. 일본의 히타치(Hitachi Ltd.) 연구원들은 이제 이 아이디어를 받아들여 영웅적인 엔지니어링 프로젝트에서 그러한 구조로부터의 유도 방출을 만들어냈습니다. 추가 엔지니어링 개발을 통해 오랫동안 기다려온 실리콘 레이저가 이제 가능해졌습니다. 이러한 레이저는 정보가 전자가 아닌 빛(또는 광자)에 의해 전달되는 완전한 실리콘 기반 광학(또는 광자) 집적 회로의 개발을 가능하게 합니다. 전자 집적 회로에서 정보를 전송할 수 있는 속도가 연결 와이어의 전기 저항에 의해 제어되는 한계에 도달했기 때문에 이 회로가 필요합니다. 포토닉스의 사용은 이러한 장벽을 극복합니다. 이제 정보는 빛의 속도로 그 어느 때보다 빠른 속도로 우리 장치를 통해 이동하게 됩니다! 궁극적인 목표는 전자 계산을 광자 계산으로 대체하는 것입니다.
Q: 향후 나노기술의 상용화가 세계에 가장 큰 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상되는 분야는 무엇입니까?
록우드: 통신 네트워크 업데이트 양자 컴퓨터의 개발; 개인 건강이 크게 향상되었습니다.
Q: 지금까지 나노기술이 세계에 미친 가장 큰 영향은 무엇이라고 생각하시나요?
록우드: 현대 전자제품의 발전은 우리 일상생활의 모든 측면에 막대한 영향을 미쳤습니다. 우리는 모든 유형의 정보 전달을 위해 모든 유형의 컴퓨터, 휴대폰, 주머니나 지갑, 자동차에 있는 개인 비서 장치, 인터넷에 전적으로 의존합니다. 집적회로의 개발과 나노기술을 통한 관련 엔지니어링 개발이 없었다면 이 중 어느 것도 불가능했을 것입니다.
Q: 지난 10년 동안 나노기술은 연구실을 벗어나 사회에 실질적인 영향을 미치고 있습니다. 나노기술의 상용화에 도움이 되고 새로운 제품이나 공정을 탄생시키는 데 도움이 되는 노력을 하신 적이 있습니까? 예를 들어주세요.
록우드: 수년에 걸쳐 나는 내 관심 분야의 책을 편집하여 나노기술 연구 및 개발에서 얻은 지식을 전파하는 데 상당한 노력을 기울였습니다.실리콘 포토닉스) 그리고 기초와 응용을 다루는 나노기술의 모든 측면에 대해 다루고 있습니다. 나노구조 과학 및 기술).
Q: 대학에서의 훈련이 나노기술 작업에 도움이 되었나요?
록우드: 제가 물리학자로서 받은 대학 교육은 매우 일반적이었으며 이를 통해 응집 물질 시스템의 특성과 관련된 나노기술 분야에서 다양한 실험적, 이론적 작업을 수행하는 데 필요한 기술과 학습을 개발할 수 있었습니다. 그리고 그들의 응용. 박사 학위 논문 작업을 통해 나노시스템의 광학적 특성을 조사하는 데 있어 전문성이 확고해졌습니다.
Q. 멘토가 있나요? 대학 시절에 그랬나요?
록우드: 나는 멘토가 없지만 이제는 다른 사람들을 멘토링합니다. 캔터베리 대학교에는 멘토가 없었지만 저의 박사 과정 지도교수인 Alister McLellan 교수는 놀라울 정도로 지원을 해주셨고 다른 박사 과정 학생의 작업을 공동 감독하는 것을 포함하여 레이저 라만 분광학에 대한 나만의 연구 프로그램을 개발할 수 있는 자유를 주셨습니다.
Q: 만약 다시 이 일을 해야 한다면, 여전히 나노기술 응용에 집중하시겠습니까?
Lockwood: 저는 캐나다 정부를 위해 일하며 캐나다 국민을 위해 봉사합니다. 만약 다시 이 일을 하게 된다면 같은 길을 택하게 될지 확신할 수 없었습니다. 우리는 당시 캐나다인의 필요에 따라 무엇이든 수행하며 그 과정에서 많은 선택이 가능합니다. 예를 들어, 나노기술 분야보다는 대규모 에너지 문제에 기여하고 있었을 수도 있습니다.
Q: 고등학생이나 대학생이 나노기술에 관심이 있다면, 그러한 역할을 맡을 준비를 돕기 위해 어떤 조언을 해주실 수 있나요?
Lockwood: 먼저 대학에서 일반 과학이나 공학 과정을 수강하여 나노기술의 어떤 분야가 자신에게 가장 매력적인지 알아본 다음 해당 분야에서 더 높은 수준의 훈련을 진행하는 것이 좋습니다. 훈련을 즐겨야 합니다. 좋은 감독자 및/또는 멘토를 찾는 것이 필수적입니다. 주변에 물어보세요.
