赫伯特·贝内特

NIST 研究员和执行顾问
美国国家标准与技术研究院
半导体和尺寸计量部门

赫伯特·贝内特

NIST 研究员和执行顾问
美国国家标准与技术研究院
半导体和尺寸计量部门
美国马里兰州盖瑟斯堡

教育:

  • 哈佛大学物理学博士
  • 马里兰大学物理学和数学硕士
  • 哈佛大学物理学学士学位

工作重点:

赫伯特·贝内特 (Herbert Bennett) 是 NIST 研究员,也是位于马里兰州盖瑟斯堡的国家标准与技术研究所 (NIST)(前身为国家标准局 (NBS))的执行顾问,多年来一直致力于理论固体物理学,电子、磁性和光学材料与器件性能的测量,以及此类材料与器件的国际标准的制定。  

以下表达的任何观点均为 Bennett 博士的观点,并不一定代表 NIST 或其中引用的组织的观点。

给学生的建议:

对于高中生来说,最重要的是在他们喜欢的科目上取得优异成绩。希望这些科目包括数学和科学,以及他们认为与纳米技术无关的其他科目,例如阅读、写作、口语的基础知识,以及培养分析性思维、创新和成为有效团队合作者所需的技能。  

链接:

  – 美国国家标准与技术研究院半导体和尺寸计量部门

面试:  

问:您什么时候第一次发现自己的职业道路集中在纳米技术上?
Bennett:20 世纪 70 年代,NBS 的同事们研究了含有纳米颗粒的陶瓷粉末的 X 射线衍射。20 世纪 70 年代末,作为美国国家科学基金会材料研究部 (DMR) 主任,我负责监督金属和半导体纳米团簇材料研究的资金,这些研究可能应用于催化和储能。1979 年,我与其他人合作组织了一场微观科学和技术研讨会,其中包括讨论我们今天所说的纳米技术。    

问:您目前正在研究哪些纳米技术应用?  
班尼特: 我正在研究测量方法和国际标准,以提高纳米电子器件的性能(品质因数),而技术路线图(如国际半导体技术路线图 (ITRS))的贡献者认为纳米电子器件的性能是重中之重。需要制定标准来准确比较不同研究小组报告的结果,并确保买家从卖家那里得到他们期望的东西;也就是说,保持市场公平。市场公平需要制定标准,以便不同公司和不同国家生产的产品能够很好地协同工作。例如,纳米技术利益相关者非常重视标准和相关测量方法,以确定产品的可靠性、耐用性和兼容性。        

问:从事纳米技术工作最有意义的事情是什么?
班尼特: 使用纳米技术很有趣。纳米技术非常多样化。你总是在学习新的科学、工程和纳米技术对社会的潜在应用。你有机会向你意想不到的群体发表演讲。例如,去年美国食品和药物管理局邀请我做一个关于世界在纳米技术标准和测量方面所做的演讲。他们对纳米医学在经济活动各个阶段的标准非常感兴趣——从研究、创新、临床试验、制造、商业……到最终处置。纳米医学包括新方法、疗法和医疗设备,它们通过纳米技术实现诊断、监测治疗,甚至治愈癌症、骨质疏松症、动脉粥样硬化和糖尿病等疾病的功能。纳米技术还提供了改进假体植入物(如髋关节和膝关节植入物)的可能方法。  

问:您能举一个例子来说明您所做的事情如何对世界产生了积极的影响吗?
班尼特:
 我任职于两个委员会,这两个委员会在制定测量纳米器件(例如由碳纳米管制成的晶体管)电子特性的标准方面取得了重要进展。我是国际电工委员会(IEC)纳米技术咨询委员会的美国代表。我们建议成立纳米电工技术技术委员会(TC113)。我是该国际技术委员会美国技术咨询小组(TAG)的联合创始人和主席。有效的国际标准至关重要,因为它们加速了创新以及研究成果从实验室到制造和商业化的转移。纳米技术标准还促进了功能或性能更强大的产品的更广泛使用。此类标准还能增强产品的健康和安全,保护研究人员、制造商、消费者和环境。

TC 113 及其美国技术顾问组的专家范围和广度代表了纳米技术及其应用的巨大多样性。研究人员、技术开发人员、参与国际贸易的人员以及纳米电工技术的其他利益相关者都依赖于适合任何国家使用的技术上合理有效的标准和相关测量。    

问:您认为迄今为止纳米技术对世界产生的最大影响是什么?  
班尼特: 从某种意义上说,纳米技术非常古老。史前火灾产生的烟雾中含有碳纳米颗粒。除了火灾之外,还有许多其他天然纳米材料的来源。例如,纳米材料存在于火山灰、海洋喷雾、矿物复合材料以及在适当的气候条件下森林和沿海地区排放的气溶胶中。一个更近的例子是,几个世纪以来,工匠们一直在陶器上使用含有银和铜纳米颗粒的釉料来增加光泽。所以,纳米技术有着非常悠久的历史,实际上跨越了几个世纪。在“纳米”一词流行之前,所有这些都产生了相当大的影响。从另一个意义上说,现在说还为时过早。我们需要更多的标准来判断纳米技术的影响。   

问:请举例说明您认为纳米技术的未来应用将会带来什么。 
Bennett:纳米医学、医疗保健、能源(如效率更高、成本更低的太阳能电池以及重量更轻、使用寿命更长的电池)和清洁水方面的进步就是例子。有人预测,2016 年全球纳米医学市场将约为 2010 年全球半导体市场的一半。当今主要能源的替代品通常需要大量的水。许多人没有意识到能源和水是不可分离的。纳米技术将使科学家和工程师能够在平衡全球对能源和清洁水的需求方面取得重大进展。        

问:您觉得自己在团队中工作更多,还是单独工作更多?
班尼特: 我的大部分工作,尤其是具有国际影响力的工作,都是在团队合作下完成的。由于纳米技术涉及许多不同的学科,因此其成功需要团队合作。纳米技术路线图、测量和标准都涉及团队——这就是达成共识并加快进展速度的方式。         

问:如果你们更多地以团队的形式工作,那么你们的团队成员还有哪些其他的专业领域?   
班尼特: 嗯,这就是我说纳米技术很有趣的原因。在我为 NIST 工作的项目和计划中,我与来自许多学科的人打交道,不仅有科学家和工程师,还有医学研究人员、执业医师、监管者、行业领袖、经济学家和律师。     

问:大学里的培训对你的纳米技术工作有帮助吗?
班尼特:
 是的。我在大学学习的物理、化学、数学、工程和经济学课程为我提供了为纳米技术做出贡献的必要背景。我的博士论文是关于磁性绝缘体和半导体相变理论的。该理论解释了某些绝缘体和半导体如何随着温度升高而突然改变其磁性。如今,该领域被纳入许多人称为自旋电子学或自旋传输电子学的新兴技术中。从事自旋电子学研究的科学家和工程师利用电子的自旋、磁矩和电荷来制造性能优于智能手机和平板电脑中使用的晶体管和振荡器等传统设备的固态设备。由于这些设备通常具有纳米级的特征,因此自旋电子学是纳米技术的一部分。     

问:你有导师吗?大学期间有吗?
班尼特: 我在大学前两年有一位导师,在研究生院有一位论文导师。在我上学的时候,导师和指导等术语还不是主流词汇。  

问:如果必须重新来过,您还会专注于纳米技术应用吗?
Bennett:当然。纳米技术的应用总是涉及物理学和工程学,而且经常涉及医学。这些领域都是我喜欢做出贡献的领域,它们对世界和社会的福祉越来越重要。

问:如果高中生或大学生对纳米技术感兴趣,您会给他们什么建议以帮助他们做好担任这些角色的准备?
Bennett:对于高中生来说,最重要的是在他们喜欢的科目上取得优异成绩。希望这些科目包括数学和科学,以及他们认为与纳米技术无关的其他科目,例如阅读、写作、口语的基本知识,以及培养分析性思维、创新和成为有效团队成员所需的技能。后一种技能是成为纳米技术团队成功成员所必需的。询问他们的老师,他们所在领域是否有机会与从事纳米技术的科学家和工程师交谈。对于大学生,找到在他们感兴趣的领域工作的纳米技术研究人员,看看他们是否可以加入一个小组,获得经验,并以某种适当的方式做出贡献。 

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