스티븐 굿닉
부국장
애리조나 주립대학교의 Lightworks
교수
애리조나 주립대학교
전기, 컴퓨터 및 에너지 공학부
미국 애리조나 주 템피
교육:
- 트리니티 대학교 엔지니어링 과학 학사
- 콜로라도 주립대학교 전기공학 석사
- 콜로라도 주립대학교 전기공학 박사
업무 초점:
Goodnick은 ASU 전기, 컴퓨터 및 에너지 공학부 교수이자 ASU의 모든 재생 가능 에너지 활동을 총괄하는 조직인 ASU Lightworks의 부국장입니다.
학생들을 위한 조언:
“나노기술은 매우 학제간 분야이므로 실제로 중요한 것은 수학, 물리학, 화학, 심지어 생물학에 대한 기본 기술을 갖추는 것입니다. 해당 영역에 탄탄한 핵심이 있으면 가고 싶은 학문 분야를 선택할 수 있습니다.”
연결:
– 애리조나 주립대학교의 Lightworks
– 애리조나 주립대학교 전기, 컴퓨터 및 에너지 공학부
회견:
Q: 귀하의 진로가 나노기술에 초점을 맞추고 있다는 것을 처음 알게 된 것은 언제입니까?
Goodnick: 아마 80년대 초반에 대학원 교육을 시작했을 때였을 것 같아요. 저는 태양 에너지에 관심이 있었고, 콜로라도 주에는 태양 에너지 분야에서 활동이 활발했기 때문에 그곳으로 갔습니다. 그리고 저는 세포가 어떻게 작동하는지, 무엇이 실패하는지, 그리고 두 물질 사이의 경계면에서 무슨 일이 일어나고 있는지를 이해하기 위해 노력하기 시작했습니다. 물질 간의 경계면을 보면 경계면이 매우 짧은 거리에서 발생하므로 모든 것이 나노 규모 차원에서 일어나고 있습니다. 그 당시 저는 인터페이스의 몇 옹스트롬이나 몇 나노미터 내에서 무슨 일이 일어나고 있는지 알아내기 위해 분석 도구를 사용하는 일에 참여했고, 그로 인해 원자 규모에서 원자를 이미징하는 작업을 하게 되었습니다. 우리는 이 둘 사이의 인터페이스가 얼마나 거친지에 관심이 있었기 때문에 실제로 원자를 볼 수 있는 새로운 이미징 기술을 사용했습니다. 전자현미경을 사용하여 원자를 볼 수 있다는 것은 정말 깔끔했습니다. 인터페이스에서 무슨 일이 일어나고 있는지 실제로 이해할 수 있었고 그로 인해 원자 규모의 사물에 점점 더 관심이 생겼습니다. 그리고 그 당시에는 이 모든 새로운 기술이 연달아 등장하고 있었습니다. 주사 원자간력 현미경, 주사 터널링 현미경 등이 흥미진진한 시기였습니다.
Q: 현재 어떤 나노기술 응용을 연구하고 있나요?
굿닉: 나의 연구는 나노포토닉스 및 에너지 변환, 분자 전자공학, 컴퓨터 나노과학을 포함한 나노전자공학에 중점을 두고 있습니다. 현재 주요 노력 중 하나는 태양전지와 같은 에너지 변환 장치의 성능 향상에 나노기술을 적용하는 것입니다. 우리는 또한 집적회로의 기능적 구성요소로서 나노와이어의 통합을 검토하고 있습니다.
Q. 나노기술을 활용하면서 가장 보람찬 점은 무엇인가요?
굿닉: 저는 나노기술이 새로운 응용 분야로 이어질 수 있는 새로운 재료를 만드는 방법을 제공한다는 점에서 보람을 느낀다고 생각합니다. 그것은 몇 년 전에는 존재하지 않았던 새로운 도구와 새로운 재료의 가능성을 모두 갖춘 놀이터와 같습니다. 예를 들어, 최초의 상업용 태양전지는 1950년대에 만들어졌으며, 태양전지의 효율은 시간이 지남에 따라 천천히 증가했습니다. 나노기술은 우리에게 이러한 과제를 다시 살펴볼 수 있는 가능성을 제공합니다. 태양 전지를 훨씬 더 효율적으로 작동하게 만드는 새로운 재료를 만들 수 있습니까? 동시에, 이는 전자공학, 생물의학 등 다른 많은 분야에서도 마찬가지입니다. 이미 확립된 분야에 큰 영향을 미칠 수 있는 재료와 개념의 새로운 도구 상자가 갑자기 생겼습니다. 따라서 이는 실제로 많은 기회를 제공하는 활성화 기술입니다.
Q: 당신이 작업한 일이 세상에 어떻게 긍정적인 영향을 미쳤는지 보여주는 예가 있습니까?
굿닉: 모든 과학자는 한 분야에 영향을 미치는 더 큰 연구의 일부로서 수많은 기여를 합니다. 그래서 예를 들어 전자 장치에서 인터페이스의 역할을 이해하는 작업이 해당 장치를 더 빠르고, 더 작고, 더 저렴하게 만드는 데 도움이 되었다고 생각할 수 있습니다. 그리고 장치 성능에 대한 인터페이스의 역할이 여전히 커지고 있는 영역입니다.
Q: 지금까지 나노기술이 세계에 미친 가장 큰 영향은 무엇이라고 생각하시나요?
굿닉: 어떤 사람들은 지적하기 전까지 나노기술이라고 인식하지 못합니다. 하지만 저는 반도체 산업 전체가 나노기술 산업이라고 생각합니다. 모든 최첨단 마이크로프로세서와 메모리, 그리고 현재 제조되고 있는 모든 집적 회로 기술은 나노기술을 기반으로 합니다. 실리콘 트랜지스터와 메모리 셀의 모든 임계 치수도 마찬가지입니다. 모두 나노 규모의 임계 치수를 가지고 있습니다. 따라서 실제로 전체 컴퓨터 산업은 나노기술을 기반으로 하고 있으며 많은 사람들은 이 사실을 인식하지 못합니다. 왜냐하면 이러한 현상은 수십 년에 걸쳐 발생해 왔으며 기능 크기가 점점 작아지고 있기 때문입니다. 어느 시점에서 우리는 나노가 아닌 임계값을 넘었고 이제는 나노가 되었습니다. 이는 실제로 소프트 임계값입니다. 실제로 오늘날 우리가 갖고 있는 모든 정보 기술과 통신 기술은 나노기술을 기반으로 합니다.
Q: 미래에 나노기술이 어떻게 응용될 것으로 예상하는지 예를 들어주세요.
Goodnick: 전자공학 측면에서 나노전자공학의 약속은 물리학부터 컴퓨팅, 의학, 생물학, 재료 분야에 이르기까지 과학과 기술의 모든 영역에서 혁신적인 기능을 제공하는 것입니다. 고속은 통신과 컴퓨터 성능에 혁명을 가져올 것입니다. 구상된 개념 중에는 양자 컴퓨팅, 칩 위의 슈퍼컴퓨터, 인스턴트 온 컴퓨터, 이식된 의료 모니터링 장치, 신경 보철물, 자기 인식 및 적응형 로봇, 자율 감시 시스템 등이 있으며, 모두 발명과 기술 기업의 기회를 보여줍니다. 저는 또 다른 큰 분야가 나노의학이라고 생각합니다. 왜냐하면 우리가 영향을 미치려고 하는 생물학적 시스템과 동일한 규모로 전자 장치를 만들 수 있다는 사실 때문에 인간의 건강과 생명 공학에 많은 영향을 미칠 것이라고 생각하기 때문입니다. . 이는 의학에 매우 중요합니다. 우리는 나노기술을 기반으로 한 새로운 진단과 치료법을 보게 될 것입니다. 당신은 신체의 세포 및 생물학적 실체와 동일한 수준에서 작업하고 있습니다. 따라서 우리는 실제로 분자 및 세포 수준에서 작업하고 있습니다. 또한 에너지 분야의 나노기술은 새로운 에너지 변환 기술과 배터리 기술의 개발뿐만 아니라 해당 분야를 가능하게 하는 데 도움이 될 것이라고 생각합니다. 이미 그러한 일이 일어나고 있습니다.
Q: 팀 상황에서 더 많이 일하시나요, 아니면 혼자 더 많이 일하시나요?
굿닉: 내 생각에 나노기술은 여러 학문 분야에 걸쳐 있기 때문에 단독으로 작업하는 것은 거의 불가능합니다. 저는 다양한 분야에 걸쳐 있는 그룹과 함께 일하고 있습니다.
Q: 팀으로 더 많이 일한다면 팀원들의 다른 전문 분야는 무엇입니까?
굿닉: 나에게는 이 분야의 물리학자, 화학자, 생물학자와 함께 일하는 것이 더 실용적이고 흥미롭습니다. 왜냐하면 나노기술이 이 모든 다양한 분야의 결합에서 기술 개발을 가능하게 하기 때문입니다.
Q: 대학에서의 훈련이 나노기술 작업에 도움이 되었나요?
굿닉: 네, 그런 것 같아요. 학교에 다닐 때는 지금에 비해 팀에 대한 강조가 덜했지만, 소규모 학부에 다녔기 때문에 팀빌딩에 대한 훈련은 꽤 잘 받았습니다. 우리는 학부 교육 내내 팀으로 일했습니다. 대학원생으로서 좀 더 개별적으로 작업을 하게 되지만, 제가 속한 특정 환경에서는 다른 석사, 박사, 박사후 연구원이 있는 상대적으로 큰 연구 그룹에서 우리 모두가 함께 일했습니다. 우리가 보유한 모든 출판물은 여러 저자의 출판물이었습니다. 그래서 제 생각에는 과학적 연구를 수행하면서 팀으로 일하는 것이 자연스러운 일이었습니다. 스스로 할 수 없는 다양한 기술을 공동으로 사용하고 사용하는 것이 더 쉬웠기 때문입니다.
Q. 멘토가 있나요? 대학 시절에 그랬나요?
굿닉: 내 박사 지도교수는 무엇보다도 과학적 진실성 측면에서, 그리고 분명히 내가 수행한 연구 측면에서 나에게 큰 멘토였다고 말하고 싶습니다. 그러나 함께 일하는 방식이라는 더 넓은 영역, 즉 윤리적 연구의 측면에서 그는 그런 의미에서 좋은 역할 모델이었습니다. 그는 당신이 동의하지 않는 사람들과 어떻게 행동하고 협력하는지, 그리고 협업 환경에서 기능하는 방법에 대해 저에게 멘토링을 해주었습니다.
Q: 만약 다시 이 일을 해야 한다면, 여전히 나노기술 응용에 집중하시겠습니까?
Goodnick: 그럴 가능성이 높습니다. 우리가 어떻게 다른 직업 경로에 이르게 되는지 누가 알겠습니까? 많은 일이 우연이고 우연히 기회에 빠지고 그것을 최대한 활용하게 됩니다. 그래서 제가 나노기술을 선택한 것은 당시에는 나노기술이 없었기 때문에 선택한 것이 아니라, 제 삶의 측면에서 모든 것이 수렴되어 결국 그 분야에 이르게 된 것입니다. 아마도 다시 그 일을 하게 될지도 모르지만, 처음 시작했을 때와 지금은 꽤 다릅니다.
Q. 대학생들에게 조언을 해주신다면요?
Goodnick: 나노기술은 매우 학제적인 분야이므로 실제로 중요한 것은 수학, 물리학, 화학, 심지어 생물학에 대한 기본 기술을 갖추는 것입니다. 해당 영역에 탄탄한 핵심이 있으면 가고 싶은 징계 영역을 선택할 수 있습니다. 당신이 무엇을 하고 싶은지 항상 명확하지는 않지만, 그러한 기술, 즉 기본적인 기술을 갖고 있는 한 많은 분야 사이를 이동할 수 있습니다. 당신은 특정 응용 분야에 관심을 가지게 될 것이며, 이에 따라 어떤 학과나 학문 분야가 당신에게 중요할지 결정할 수 있지만, 뛰어넘을 수 있으려면 해당 특정 분야 이외의 과정을 수강하는 것이 중요합니다. 과학과 수학에 대한 기초 지식이 필요하며, 일단 그것을 갖춘 후에는 학문 분야 간 작업에 유연하게 대처할 수 있는 능력, 즉 학문 분야보다 더 광범위한 자료를 수강하거나 공부하는 것이 매우 중요합니다.
