Томас Юджин Эверхарт

Американский педагог и физик

Томас Юджин Эверхарт ФРЕнг (родился 15 февраля 1932, Канзас-Сити, Миссури) ^[1] — американский педагог и физик . Область его специализации — физика электронных пучков. Вместе с Ричардом Ф.М. Торнли он разработал детектор Эверхарта-Торнли . Эти детекторы до сих пор используются в сканирующих электронных микроскопах , хотя первый такой детектор был выпущен еще в 1956 году.

Эверхарт был избран членом Национальной инженерной академии в 1978 году за вклад в электронную оптику сканирующего электронного микроскопа и ее использование в электронике и биологии. В 1990 году он был назначен международным научным сотрудником Королевской инженерной академии. ^[2] Он занимал пост ректора Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн с 1984 по 1987 год и президента Калифорнийского технологического института с 1987 по 1997 год.

ранняя жизнь и образование

Родителями Эверхарта были Уильям Э. Эверхарт и Элизабет А. Уэст. Эверхарт получил степень бакалавра физики в Гарвардском университете в 1953 году и степень магистра прикладной физики в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе в 1955 году. Он получил стипендию Маршалла в Клэр-колледже в Кембридже , где защитил докторскую диссертацию по физике под руководством профессора. Чарльз Оутли в 1958 году. ^[1]

Карьера

Детектор Эверхарта-Торнли

Эверхарт начал работать над обнаружением электронов и разработкой сканирующих электронных микроскопов (СЭМ), будучи студентом Чарльза Оутли в Кембридже в 1955 году. ^[3] Первоначальный прототип, СЭМ1, был разработан Деннисом Макмалленом, который опубликовал свою диссертацию « Исследования, касающиеся до разработки электронных микроскопов в 1952 году. ^{[3] [4]} В дальнейшем он был модифицирован Кеном Смитом, который разработал способ эффективного обнаружения вторичных электронов низкой энергии. ^[5] Отли и его ученики использовали SEM для разработки множества новых методов изучения топографии поверхности. ^{[3] [6]}

Эверхарт разработал методы обнаружения вторичных источников низкой энергии. Его доктор философии. В 1958 году защитил диссертацию на тему « Формирование контраста в сканирующем электронном микроскопе» . ^[6] Анализируя электроны, обнаруженные с помощью SEM, он сообщил, что около 67% измеренного сигнала можно отнести к вторичным вторичным компонентам образца с низкой энергией. ^[7] Около 3% приходилось на отраженные электроны с более высокой энергией. ^[5] Он также представил уравнения для моделирования вносимого шума. ^{[3] [7]}

Использование термина «контраст напряжения» для описания взаимосвязи между напряжением, приложенным к образцу, и результирующим контрастом изображения приписывают Эверхарту. ^{[8] [9]} В 1959 году Эверхарт получил первые вольт-контрастные изображения pn-переходов смещенных кремниевых диодов. ^[10] Контраст напряжения, способность обнаруживать изменения поверхностного электрического потенциала на образце, в настоящее время является одним из нескольких режимов визуализации, используемых для определения характеристик, диагностики и анализа неисправностей полупроводников. Считается, что около половины проданных СЭМ используются в полупроводниковых приложениях. ^[11]

Эверхарт подробно изучил механизмы контраста и разработал новую теорию отражения электронов от твердых тел. ^[12] Он также провел некоторые из первых количественных исследований влияния проникновения луча на формирование изображения в SEM.

В 1960 году Эверхарт и Ричард Ф.М. Торнли опубликовали описание улучшенной конструкции детектора вторичных электронов, известного с тех пор как детектор Эверхарта-Торнли . Эверхарт и Торнли повысили эффективность существующих детекторов, добавив световод для передачи фотонного сигнала от сцинтиллятора внутри вакуумированной камеры для образцов сканирующих электронных микроскопов к фотоумножителю за пределами камеры. ^[13] Это усилило собираемый сигнал и улучшило соотношение сигнал/шум. В 1963 году Пиз и Никсон включили детектор Эверхарта-Торнли в свой прототип первого коммерческого РЭМ, который позже был разработан как стереосканатор Mark I Stereoscan компании Cambridge Scientific Instruments . Этот тип детектора вторичных электронов и обратно-рассеянных электронов до сих пор используется в современных сканирующих электронных микроскопах (SEM). ^[14]

Используя различные типы детекторов с СЭМ, становится возможным составить карту топографии, кристаллографии и состава исследуемых образцов. ^[4] В 1960-х годах Уэллс, Эверхарт и Матта построили усовершенствованный СЭМ для исследований полупроводников и микропроизводства в лаборатории Westinghouse в Питтсбурге. Им удалось объединить сигналы, чтобы более эффективно исследовать несколько слоев активных устройств, что является ранним примером визуализации EBIC. ^{[15] [16]}

Калифорнийский университет, Беркли

С 1958 по 1978 год Эверхарт был профессором, а затем заведующим кафедрой инженерных и компьютерных наук Калифорнийского университета в Беркли . ^[1] Там он поддержал строительство первого сканирующего электронного микроскопа в университете США. ^[17]

Cornell University

В январе 1979 года он стал деканом Джозефа Зильберта инженерного колледжа Корнелльского университета в Итаке, Нью-Йорк. ^[18]

Университет Иллинойса

Эверхарт занимал пост ректора Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн с 1984 по 1987 год. В качестве канцлера Эверхарт участвовал в разработке предложений и развитии Института передовой науки и технологий Бекмана , междисциплинарного исследовательского института, в значительной степени финансируемого за счет обращения к Арнольду. Орвилл Бекман . ^{[19] : 9–14} В официальном приглашении предполагаемых членов Административного комитета Института Бекмана Эверхарт написал, что создание Института Бекмана было «исключительной возможностью, возможно, самой драматичной и захватывающей, которую мы увидим в нашем трудовой стаж». ^{[19] : 97}

Калифорнийский технологический институт

Эверхарт был президентом Калифорнийского технологического института с 1987 по 1997 год ^. фундаментальные исследования в области физики и астрономии. ^[21]

Во время работы в Калифорнийском технологическом институте Эверхарт участвовал в существенном расширении университета, возглавив кампанию по сбору средств на сумму 350 миллионов долларов. В 1989 году он помог открыть Институт Бекмана в Калифорнийском технологическом институте , исследовательский центр биологии, химии и смежных наук. ^[22] Это был второй из пяти исследовательских центров, поддерживаемых Арнольдом Орвиллом Бекманом и его женой Мэйбл. Эверхарт также принимал участие в создании обсерватории В.М. Кека на Гавайях при поддержке Фонда В.М. Кека ; ^[23] Инженерная лаборатория Гордона и Бетти Мур при поддержке Гордона Мура из Intel ; ^[24] и Инженерная библиотека Fairchild при поддержке Фонда Шермана Fairchild . ^{[20] [25]}

Эверхарт поощрял усилия по найму большего количества преподавателей-женщин и увеличению набора женщин. В последний год его обучения в Калифорнийском технологическом институте количество женщин на первом курсе было вдвое больше, чем в год, когда он поступил в Калифорнийский технологический институт. ^[20]

С 1998 года Эверхарт является попечителем Калифорнийского технологического института . ^[26] Он входит в советы директоров Raytheon и Kavli Foundation , среди других. ^[18]

Гарвардский университет

В 1999 году Эверхарт был избран на шестилетний срок руководителем Гарвардского университета . В 2001 году он стал членом исполнительного комитета Надзирателей. Он был одним из трех наблюдателей, участвовавших в университетском комитете по поиску президента в 2000–2001 годах. В 2004 году он был избран президентом Наблюдательного совета Гарварда на 2004-05 годы. ^[27]

Награды и отличия

Эверхарт был избран членом ряда научных обществ, в том числе следующих: ^[1]

• 1969 г., научный сотрудник Института инженеров по электротехнике и электронике.
• 1978 г., член Национальной инженерной академии.
• 1984, научный член Физического общества Бемише.
• 1988 г., научный сотрудник Американской ассоциации развития наук.
• 1990 г., иностранный член Королевской инженерной академии.

Эверхарт получил ряд наград, в том числе следующие: ^[1]

• 1984, Медаль столетия IEEE
• 1992, Премия Кларка Керра
• 1993, Медальон столетия ASEE.
• 2002, Медаль основателей IEEE
• 2002, Премия Окавы

Рекомендации

1. Брок, Дэвид С.; Моди, Сайрус (3 мая 2011 г.). Томас Э. Эверхарт, Стенограмма интервью, проведенного Дэвидом К. Броком и Сайрусом Моди в ходе телефонного интервью в Санта-Барбаре, Калифорния, 28 марта 2007 г. и 3 мая 2011 г. (PDF) . Филадельфия, Пенсильвания: Фонд химического наследия .
2. «Список стипендиатов». Королевская инженерная академия .
3. Роденбург, JM (1997). Электронная микроскопия и анализ 1997: материалы конференции Группы электронной микроскопии и анализа Института физики, Кавендишская лаборатория, Кембриджский университет, 2–5 сентября 1997 г. Бристоль: Паб Института физики. стр. 11–16. ISBN 978-0750304412. Проверено 19 июня 2015 г.
4. Ратинак, Кайл Р. (2008). «Великий момент 9: Сканирующая электронная микроскопия». В Ратинаке, Кайл Р. (ред.). 50 великих моментов: празднование золотого юбилея отделения электронного микроскопа Сиднейского университета . Сиднейский университет, Новый Южный Уэльс: Издательство Сиднейского университета. стр. 71–81. ISBN 9781920898762. Проверено 19 июня 2015 г.
5. Эверхарт, TE (2004). «Формирование контраста в сканирующем электронном микроскопе». В Хоуксе, Питер В. (ред.). Достижения в области визуализации и электронной физики: Том 133, Сэр Чарльз Оутли и сканирующий электронный микроскоп (1-е изд.). Оксфорд: Elsevier Academic Press. стр. 137–145. ISBN 978-0123859853.
6. Холт, Д.Б.; Джой, округ Колумбия (1989). СЭМ-микрохарактеристика полупроводников. Эльзевир Наука. стр. xi – xii. ISBN 9780123538550. Проверено 18 июня 2015 г.
7. Хоукс, Питер В. (2004). Достижения в области визуализации и электронной физики: Том 133, Сэр Чарльз Оутли и сканирующий электронный микроскоп (1-е изд.). Оксфорд: Elsevier Academic Press. ISBN 978-0123859853.
8. Бретон, Берни К. «Ранняя история и развитие сканирующего электронного микроскопа». Кембриджский университет . Проверено 18 июня 2015 г.
9. Оатли, CW; Эверхарт, TE (1957). «Исследование pn-переходов в сканирующем электронном микроскопе». Журнал электроники . 2 (6): 568–570. дои : 10.1080/00207215708937060.
10. Эверхарт, TE; Уэллс, Округ Колумбия; Оутли, CW (1959). «Факторы, влияющие на контрастность и разрешение сканирующего электронного микроскопа». Журнал управления электроникой . 7 (2): 97–111. дои : 10.1080/00207215908937191.
11. Ньюбери, Дейл Д.; Джой, Дэвид С.; Эхлин, Патрик; Фиори, Чарльз Э.; Гольдштейн, Джозеф И. (1986). Расширенная сканирующая электронная микроскопия и рентгеновский анализ . Нью-Йорк: Plenum Press, Inc., с. 45. ИСБН 9780306421402.
12. Эверхарт, TE (1960). «Простая теория отражения электронов от твердых тел». Журнал прикладной физики . 31 (8): 1483–1490. Бибкод : 1960JAP....31.1483E. дои : 10.1063/1.1735868.
13. Эверхарт, TE и RFM Торнли (1960). «Широкополосный детектор микро-микроамперных электронных токов низкой энергии» (PDF) . Журнал научных инструментов . 37 (7): 246–248. Бибкод : 1960JScI...37..246E. дои : 10.1088/0950-7671/37/7/307.
14. Богнер, А.; Жуно, П.-Х.; Толлет, Г.; Бассет, Д.; Готье, К. (2007). «История разработок сканирующей электронной микроскопии: на пути к визуализации «мокрого STEM»» (PDF) . Микрон . 38 (4): 390–401. doi :10.1016/j.micron.2006.06.008. ПМИД  16990007 . Проверено 18 июня 2015 г.
15. Уэллс, ОК; Эверхарт, штат Техас; Матта, РК (1965). «Автоматическое позиционирование электродов прибора с помощью сканирующего электронного микроскопа». Транзакции IEEE на электронных устройствах . ЭД-12 (10): 556–563. Бибкод : 1965ITED...12..556W. doi : 10.1109/t-ed.1965.15607.
16. Эверхарт, TE; Хофф, PH (1971). «Определение киловольтной диссипации энергии электронов в зависимости от расстояния проникновения в твердые материалы». Журнал прикладной физики . 42 (13): 5837–5846. Бибкод : 1971JAP....42.5837E. дои : 10.1063/1.1660019.
17. «Получатели медали основателей IEEE» .
18. "Томас Э. Эверхарт". Фонд Кавли . Проверено 19 июня 2015 г.
19. Браун, Теодор Л. (2009). Преодоление разногласий: истоки Института Бекмана в Иллинойсе. Урбана: Университет Иллинойса. ISBN 978-0252034848. Проверено 11 декабря 2014 г.
20. Ву, Элейн (23 мая 1996 г.). «Президент Калифорнийского технологического института объявляет об отставке». Лос-Анджелес Таймс . Проверено 19 июня 2015 г.
21. «История и вехи». Калтех . Проверено 19 июня 2015 г.
22. «Посвящение Институту Бекмана» (PDF) . Новости Калифорнийского технологического института . 23 (6): 1–2. 1989 год . Проверено 19 июня 2015 г.
23. Копман, Линда; Камисато, Пегги (2007). «Визионерская филантропия: хоумран». Космические вопросы, Обсерватория Кека . Архивировано из оригинала 13 апреля 2011 г.
24. Фланиган, Джеймс (10 января 1996 г.). «Благодаря новой лаборатории Калифорнийского технологического института есть формула выживания в неопределенности». Лос-Анджелес Таймс . Проверено 19 июня 2015 г.
25. Дуглас, Кимберли. «Библиотека Шермана Фэйрчайлда: десять лет спустя». Отдел инженерии и прикладных наук . Калтех . Проверено 19 июня 2015 г.
26. «Бывший президент Калифорнийского технологического института Том Эверхарт избран в совет директоров» . Новости и события Калифорнийского технологического института . 1998 год . Проверено 19 июня 2015 г.
27. "Эверхарт назначен президентом Overseers на 2004-05 годы" . Гарвардская газета . 10 июня 2004 года . Проверено 19 июня 2015 г.

Внешние ссылки

• Центр устной истории. «Томас Э. Эверхарт». Институт истории науки .
• Брок, Дэвид С.; Моди, Сайрус (3 мая 2011 г.). Томас Э. Эверхарт, Стенограмма интервью, проведенного Дэвидом К. Броком и Сайрусом Моди в ходе телефонного интервью в Санта-Барбаре, Калифорния, 28 марта 2007 г. и 3 мая 2011 г. (PDF) . Филадельфия, Пенсильвания: Фонд химического наследия .