stringtranslate.com

Патрисия Тиль

Патрисия Энн Тиль (20 февраля 1953 г. – 7 сентября 2020 г.) была американским химиком и материаловедом, которая была выдающимся профессором химии в Университете штата Айова . Она была известна своими исследованиями атомно-масштабных структур и процессов на твердых поверхностях. [1]

Ранняя жизнь и образование

Тиль выросла на ферме на юго-западе Миннесоты, недалеко от ее родного города Адриан, штат Миннесота . Ее родители выросли в семьях иммигрантов на ферме, и каждый из них получил образование в восемь классов. Сама Тиль посещала частную начальную школу неподалеку от своей фермы в Лисморе, штат Миннесота , с 1 по 8 класс и государственную среднюю школу в Адриане, штат Миннесота, с 9 по 12 класс. Поддержка Национальной программы стипендий за заслуги позволила ей поступить в колледж Макалестер в Сент-Поле, штат Миннесота , где ее вдохновил курс химии для первокурсников и его преподаватель, профессор Эмиль Словински [2] , на специализацию по химии. Она получила степень бакалавра по химии с дополнительной специальностью по математике в 1975 году. Проработав год в Control Data Corporation в качестве аналитического химика, она поступила на химический факультет Калифорнийского технологического института при финансовой поддержке Национального научного фонда в рамках программы преддокторской стипендии. В 1981 году она защитила докторскую диссертацию по химии под руководством В. Генри Вайнберга. [3] [4] [5]

Карьера

Первым назначением Тиль после окончания университета была стипендия имени Александра фон Гумбольдта в Мюнхенском университете Людвига-Максимилиана , где она работала в исследовательской группе Герхарда Эртля , который позже получил Нобелевскую премию по химии 2007 года . В 1982 году она присоединилась к техническому персоналу Sandia National Laboratories в Ливерморе, Калифорния , и, после непродолжительного пребывания в качестве приглашенного профессора на физическом факультете Калифорнийского университета в Беркли , присоединилась к факультету химии Университета штата Айова в 1983 году, одновременно будучи назначенным штатным научным сотрудником в Лаборатории Эймса Министерства энергетики США [5]. Впоследствии она была повышена до звания доцента ( 1988), полного профессора (1991) и заслуженного профессора (2001). Она получила дополнительное назначение на должность профессора материаловедения и инженерии в 2012 году. За этот период времени она получила выдающиеся награды за преподавание, [6] и занимала несколько административных должностей, включая директора программы по химии материалов (Лаборатория Эймса; 1988–2004), главного научного сотрудника (Лаборатория Эймса; 2008–2009) и председателя химического факультета штата Айова (1999–2002). Тиль была заместителем редактора The Journal of Chemical Physics (2013–2020). [7] Она присутствовала на церемонии вручения Нобелевской премии 10 декабря 2011 года, где Дэн Шехтман получил Нобелевскую премию по химии 2011 года за открытие квазикристаллов . [8]

Исследовать

Исследования Тиля пролили свет на атомные структуры и процессы на твердых поверхностях в областях, относящихся к микроэлектронике , трибологии , гетерогенному катализу и нанонауке . Она опубликовала более 300 научных работ, которые были процитированы около 12 000 раз, по состоянию на 2019 год. Она особенно известна по работам в следующих трех областях.

Поверхности квазикристаллов

Исследовательская группа Тиля стала пионером в изучении зародышеобразования и роста металлических пленок на квазикристаллических поверхностях, продемонстрировав, что локальный псевдоморфный рост, включая звездообразные образования, может происходить в очень специфических местах зародышеобразования. [9] [10] Сосредоточившись на металлических, богатых алюминием квазикристаллах, Тиль и ее коллеги подробно исследовали, как квазикристаллические поверхностные структуры атомного масштаба связаны с их необычными поверхностными свойствами, включая низкое трение, низкую адгезию и хорошую стойкость к окислению. [11] [12] [13] [14]

Взаимодействие воды с металлическими поверхностями

В своей докторской диссертации Тиль описала доказательства водородных связей между молекулами воды на поверхности рутения. Она продолжила свои исследования воды в качестве преподавателя в Университете штата Айова и обнаружила, что кинетика десорбции воды может демонстрировать измеримый изотопный эффект. [15] [16] Ей приписывают то, что она была первой, кто предположил, что бислои воды вблизи твердых поверхностей могут обладать структурой, похожей на базальную плоскость льда Ih . [17] Она была соавтором, вместе с Теодором Э. Мэйди , широко цитируемой и всеобъемлющей обзорной статьи, описывающей взаимодействия и свойства воды вблизи твердых поверхностей. [18] [19]

Зарождение, рост и огрубление металлических наноструктур на поверхностях

Группа Тиля была удостоена чести открыть, что большие двумерные островки кластеров металлических адатомов могут иметь значительную подвижность при комнатной температуре на металлических подложках, [20] [21] [22] и что, вопреки тому, что обычно предполагалось, это может быть основным путем к огрублению (эволюции к большим размерам и меньшему количеству) этих кластеров. [23] [24] Она и Джеймс У. Эванс ответственны за первое описание механизма роста металлической пленки в атомном масштабе, который они назвали «нисходящим воронкообразным движением». [25] [26] Благодаря этому механизму они предсказали необычное изменение шероховатости пленки в зависимости от температуры из теории и в конечном итоге подтвердили это экспериментально с помощью сканирующей туннельной микроскопии . [27] [28] В настоящее время это принято как важный механизм, который влияет на морфологию тонкой пленки при росте при низкой температуре. [29]

Совсем недавно ее группа открыла ряд природных комплексов металл-сера с различными стехиометриями , которые могут влиять на стабильность более крупных металлических объектов, способствуя поверхностному переносу металла и, следовательно, огрублению. За эту работу она была отмечена в виртуальном выпуске Journal of Physical Chemistry, посвященном 66 женщинам в честь 150-летия Марии Кюри. [30] [31] [32] Она и ее коллеги также обнаружили, что металлические наночастицы можно выращивать в виде инкапсулированных кластеров вблизи поверхности слоистого материала, графита , если соблюдены определенные условия роста. [33] [34] Применив модель континуальной упругости , они разработали понимание причин низких, сплющенных форм (высоких аспектных соотношений) этих внедренных частиц и предсказали, что форма инкапсулированных металлических островков должна быть универсальной (независимой от размера). [35]

Награды и почести

Личная жизнь

Тиль родилась 20 февраля 1953 года в Адриане, штат Миннесота. Она вышла замуж за Джеймса Уильяма Эванса, физика австралийского происхождения, в 1988 году. У них две дочери, обе инженеры. [3] Тиль умерла от необнаруженного рака груди 7 сентября 2020 года у себя дома в окружении мужа и дочерей. [52]

Ссылки

  1. ^ "Patricia A Thiel". Университет штата Айова, химический факультет . Получено 2019-12-02 .
  2. ^ Тим Харлоу (2015-11-05). "Некролог: Эмиль Словински написал книгу по химии". Star Tribune . Получено 2019-12-02 .
  3. ^ abc "2014 Medard Welch Award - Интервью". Архивировано из оригинала 2020-08-15 . Получено 2019-12-02 .
  4. ^ "Преподавательский состав и сотрудники MSE - Патрисия Энн Тиль" . Получено 2019-12-02 .
  5. ^ ab "Биография: Патрисия А. Тиль". AVS. Архивировано из оригинала 2020-09-24 . Получено 2019-12-02 .
  6. ^ "Винтер и Тиль получили награды Cassling Family Faculty Awards за выдающееся преподавание" . Получено 01.01.2020 .
  7. ^ "Журнал химической физики - Редакционная коллегия". Журнал химической физики . Получено 2019-12-02 .
  8. ^ "Пэт Тиль рассказывает о посещении церемонии вручения Нобелевской премии". Архивировано из оригинала 2015-08-04 . Получено 2019-12-02 .
  9. ^ Cai, T.; Ledieu, J.; McGrath, R.; Fournée, V.; Lograsso, TA; Ross, A; Thiel, PA (2003). «Псевдоморфная морская звезда: зарождение внешних атомов металла на квазикристаллической подложке». Surf. Sci . 526 (1–2): 115–120. Bibcode : 2003SurSc.526..115C. doi : 10.1016/S0039-6028(02)02593-1.
  10. ^ Шарма, HR; Шимода, M.; Цай, AP (2007). «Квазикристаллические поверхности: структура и рост атомных слоев». Успехи в физике . 53 (3): 403–464. Bibcode : 2007AdPhy..56..403S. doi : 10.1080/00018730701269773. S2CID  120873116.
  11. ^ Park, JY; Ogletree, DF; Salmeron, M.; Ribeiro, RA; Canfield, PC; Jenks, CJ ; Thiel, PA (2005). «Высокая анизотропия трения периодических и апериодических направлений на поверхности квазикристалла» (PDF) . Science . 309 (5739): 1354–1356. Bibcode :2005Sci...309.1354P. doi :10.1126/science.1113239. PMID  16123295. S2CID  20967375. Архивировано из оригинала (PDF) 2020-03-16.
  12. ^ Масия, Энрике (2006). «Роль апериодического порядка в науке и технике». Reports on Progress in Physics . 69 (2): 397–441. Bibcode :2006RPPh...69..397M. doi :10.1088/0034-4885/69/2/R03. S2CID  120125675.
  13. ^ McGrath, R.; Ledieu, J.; Cox, EJ; Diehl, RD (2002). «Квазикристаллические поверхности: структура и потенциал как шаблоны». J. Phys.: Condens. Matter . 14 (4): R119–R144. doi :10.1088/0953-8984/14/4/201. S2CID  250871398.
  14. ^ Крим, Дж. (2012). «Механизмы трения и рассеивания энергии в адсорбированных молекулах и молекулярно тонких пленках». Успехи в физике . 61 (3): 155–323. Bibcode :2012AdPhy..61..155K. doi :10.1080/00018732.2012.706401. S2CID  218647448.
  15. ^ Thiel, PA; Hoffmann, FM; Weinberg, WH (1981). «Монослойная и многослойная адсорбция воды на Ru(001)». Журнал химической физики . 75 (11): 5556–5572. Bibcode : 1981JChPh..75.5556T. doi : 10.1063/1.441960. ISSN  0021-9606.
  16. ^ Doering, Dale.L.; Madey, Theodore E. (2002). «Адсорбция воды на чистом и дозированном кислородом Ru(001)». Surface Science . 123 (2–3): 305–337. doi :10.1016/0039-6028(82)90331-4.
  17. ^ Хендерсон, Майкл А. (2002). «Взаимодействие воды с твердыми поверхностями: пересмотр фундаментальных аспектов». Surface Science Reports . 46 (1–8): 1–308. Bibcode : 2002SurSR..46....1H. doi : 10.1016/S0167-5729(01)00020-6.
  18. ^ Thiel, Patricia A.; Madey, Theodore E. (1987). «Взаимодействие воды с твердыми поверхностями: фундаментальные аспекты». Surface Science Reports . 7 (6–8): 211–385. Bibcode : 1987SurSR...7..211T. doi : 10.1016/0167-5729(87)90001-X. ISSN  0167-5729.
  19. ^ Hodgson, A.; Haq, S. (2009). «Адсорбция воды и смачивание металлических поверхностей». Surface Science Reports . 64 (9): 381–451. Bibcode : 2009SurSR..64..381H. doi : 10.1016/j.surfrep.2009.07.001.
  20. ^ Ala-Nissila, T.; Ferrando, R.; Ying, SC (2002). «Коллективная и одночастичная диффузия на поверхностях». Advances in Physics . 51 (3): 949–1078. Bibcode : 2002AdPhy..51..949A. doi : 10.1080/00018730110107902. S2CID  103078504.
  21. ^ Чжан, Чжэньюй; Лагалли, Макс Г. (1997). «Атомистические процессы на ранних стадиях роста тонких пленок». Science . 276 (5311): 377–383. doi :10.1126/science.276.5311.377. PMID  9103189.
  22. ^ Wen, J. -M.; Chang, S. -L.; Burnett, JW; Evans, JW; Thiel, PA (1994). «Диффузия больших двумерных кластеров Ag на Ag(100)». Physical Review Letters . 73 (19): 2591–2594. Bibcode :1994PhRvL..73.2591W. doi :10.1103/PhysRevLett.73.2591. ISSN  0031-9007. PMID  10057099.
  23. ^ Йенсен, Пабло (1999). «Рост наноструктуры путем осаждения кластеров: эксперименты и простые модели». Reviews of Modern Physics . 71 (5): 1695–1736. arXiv : cond-mat/9903141 . Bibcode :1999RvMP...71.1695J. doi :10.1103/RevModPhys.71.1695. S2CID  119440413.
  24. ^ Wen, J.-M.; Evans, JW; Bartelt, MC; Burnett, JW; Thiel, PA (1996). «Механизмы огрубления в металлической пленке: от диффузии кластеров до созревания вакансий». Physical Review Letters . 76 (4): 652–655. Bibcode : 1996PhRvL..76..652W. doi : 10.1103/PhysRevLett.76.652. ISSN  0031-9007. PMID  10061513.
  25. ^ Эванс, Дж. У.; Сандерс, Д. Э.; Тиль, П. А.; ДеПристо, Эндрю Э. (1990). «Низкотемпературный эпитаксиальный рост тонких металлических пленок». Physical Review B. 41 ( 8): 5410–5413. Bibcode : 1990PhRvB..41.5410E. doi : 10.1103/PhysRevB.41.5410. ISSN  0163-1829. PMID  9994410.
  26. ^ Lapujoulade, Jean (1994). «Придание шероховатости металлическим поверхностям». Surface Science Reports . 20 (4): 191–249. Bibcode : 1994SurSR..20..195L. doi : 10.1016/0167-5729(94)90004-3.
  27. ^ Stoldt, CR; Caspersen, KJ; Bartelt, MC; Jenks, CJ ; Evans, JW; Thiel, PA (2000). «Использование температуры для настройки шероховатости пленки: неинтуитивное поведение в простой системе». Physical Review Letters . 85 (4): 800–803. Bibcode : 2000PhRvL..85..800S. doi : 10.1103/PhysRevLett.85.800. ISSN  0031-9007. PMID  10991402.
  28. ^ Voter, Arthur F.; Montalenti, Francesco; Germann, Timothy C. (2002). «Расширение шкалы времени при атомистическом моделировании материалов». Annu. Rev. Mater. Res . 32 : 321–346. doi :10.1146/annurev.matsci.32.112601.141541.
  29. ^ Эванс, Дж. В.; Тиль, П. А.; Бартелт, М. К. (2006). «Морфологическая эволюция во время эпитаксиального роста тонкой пленки: образование двумерных островов и трехмерных холмов». Surface Science Reports . 61 (1–2): 1–128. Bibcode :2006SurSR..61....1E. doi :10.1016/j.surfrep.2005.08.004. ISSN  0167-5729.
  30. ^ Schatz, GC; McCoy, AB; Shea, JE; Murphy, CJ; Scholes, GD (2017). «Виртуальный выпуск в честь 150-летия Марии Кюри: освещение работ женщин-физических химиков». J. Phys. Chem. B . 121 (43): 9983–9985. doi : 10.1021/acs.jpcb.7b09653 . PMID  29092405.
  31. ^ Thiel, Patricia A.; Shen, Mingmin; Liu, Da-Jiang; Evans, JW (2009). «Огрубление двумерных нанокластеров на металлических поверхностях». Журнал физической химии C. 113 ( 13): 5047–5067. doi :10.1021/jp8063849. ISSN  1932-7447.
  32. ^ Walen, Holly; Liu, Da-Jiang; Oh, Junepyo; Lim, Hyunseob; Evans, JW; Aikens, Christine M.; Kim, Yousoo; Thiel, PA (2015). "Cu2S3complex on Cu(111) as a candidate for mass transport enhancement". Physical Review B. 91 ( 4): 045426. Bibcode : 2015PhRvB..91d5426W. doi : 10.1103/PhysRevB.91.045426 . hdl : 2097/32265 . ISSN  1098-0121.
  33. ^ Чжоу, Инхуэй; Лии-Росалес, Энн; Ким, Минсунг; Уоллингфорд, Марк; Цзин, Дапэн; Трингидес, Майкл К.; Ван, Кай-Чжуан; Тиль, Патрисия А. (2018). «Дефектно-опосредованная, термически активированная инкапсуляция металлов на поверхности графита». Carbon . 127 : 305–311. Bibcode :2018Carbo.127..305Z. doi : 10.1016/j.carbon.2017.10.103 . ISSN  0008-6223. OSTI  1411949.
  34. ^ Лии-Розалес, Энн; Хан, Йонг; Эванс, Джеймс У.; Цзин, Дапэн; Чжоу, Инхуэй; Трингидес, Майкл К.; Ким, Минсунг; Ван, Кай-Чжуан; Тиль, Патрисия А. (2018). «Формирование многослойных островов Cu, встроенных под поверхность графита: характеристика и фундаментальные идеи». Журнал физической химии C. 122 ( 8): 4454–4469. doi :10.1021/acs.jpcc.7b12533. ISSN  1932-7447. OSTI  1422772.
  35. ^ Жюльен, Скотт Э.; Лии-Росалес, Энн; Ван, Кай-Так; Хан, Йонг; Трингидес, Майкл К.; Эванс, Джеймс У.; Тиль, Патрисия А. (2019). «Сжатые нанокристаллы: равновесная конфигурация металлических кластеров, внедренных под поверхность слоистого материала». Nanoscale . 11 (13): 6445–6452. doi : 10.1039/C8NR10549A . ISSN  2040-3364. PMID  30888382.
  36. ^ "Alfred P. Sloan Foundation - Past Fellows". Sloan Research Fellowships . Архивировано из оригинала 2018-03-14 . Получено 2019-12-02 .
  37. ^ "Президентская премия молодым исследователям/Реконструкция в тонких пленках". Национальный научный фонд . Получено 2019-12-02 .
  38. ^ "Программа награждения преподавателей и ученых имени Камиллы Дрейфус" (PDF) . Получено 2019-12-02 .
  39. ^ Брайан Олтман. «Профессору присуждена почетная степень Французского университета». iowastatedaily . Получено 2019-12-02 .[ постоянная мертвая ссылка ]
  40. ^ "2008 Iota Sigma Pi Honorary Member Award". Iota Sigma Pi . Архивировано из оригинала 2019-04-17 . Получено 2019-12-02 .
  41. ^ "Пэт Тиль из лаборатории Эймса получает награду за химию". Лаборатория Эймса . Архивировано из оригинала 2015-08-04 . Получено 2019-12-02 .
  42. ^ "Премия Артура У. Адамсона за выдающиеся заслуги в развитии химии поверхности". Новости химии и машиностроения . Получено 2019-12-02 .
  43. ^ "Thiel выбран для получения премии ACS Adamson Award for Surface Chemistry". Ames Laboratory . Архивировано из оригинала 2015-08-05 . Получено 2019-12-02 .
  44. ^ "Премия Дэвида Адлера за лекции в области физики материалов". Американское физическое общество . Получено 2019-12-02 .
  45. ^ "Лауреат премии Дэвида Адлера за лекции в области физики материалов 2010 года". Американское физическое общество . Получено 2019-12-02 .
  46. ^ "AAAS чествует исследователей из Университета штата Айова и Лаборатории Эймса за выдающиеся научные достижения" . Получено 22 августа 2020 г.
  47. ^ "Пэт Тиль назначен профессором Корбетта". Ames Laboratory . Архивировано из оригинала 2015-08-04 . Получено 2019-12-02 .
  48. ^ Дэйв Фланаган (19 марта 2012 г.). «Общество исследований материалов объявляет о стипендиатах MRS 2012 года». Advanced Science News . Получено 16.03.2020 .
  49. ^ "2012 MRS Fellows". Materials Research Society . Архивировано из оригинала 2019-07-08 . Получено 2019-12-02 .
  50. ^ "Программа выдающихся судей". Американское физическое общество . Получено 2019-12-02 .
  51. ^ "Патрисия Тиль из Айовской государственной лаборатории Эймса избрана в Американскую академию искусств и наук". Университет науки и технологий штата Айова . 16 апреля 2019 г. Получено 2019-12-02 .
  52. ^ "Некролог Патрисии А. Тиль" . Получено 21 сентября 2020 г. .

Внешние ссылки