stringtranslate.com

Брент Фульц

Брент Фульц — американский физик и материаловед, один из ведущих мировых специалистов в области статистической механики , дифракции и фазовых переходов в материалах. Фульц — профессор прикладной физики и материаловедения имени Барбары и Стэнли Роун-младших в Калифорнийском технологическом институте . [1] Он известен своими исследованиями в области физики материалов и химии материалов , а также установлением важности фононной энтропии для фазовой стабильности материалов. [2] Кроме того, Фульц руководил созданием преобразовательного спектрометра с широким угловым диапазоном (ARCS) в источнике расщепленных нейтронов [3] и добился успехов в методах измерения фононов. [2]

Он является автором двух учебников для аспирантов: « Просвечивающая электронная микроскопия и дифрактометрия материалов» (совместно с Джеймсом М. Хоу, Springer, 2001; 4-е изд., 2013 г.) по дифрактометрии материалов [4] [5] и «Фазовые переходы в материалах». (Издательство Кембриджского университета, 2014) о фазовых переходах в материалах. [6]

Ранняя жизнь и карьера

Брент Фульц закончил бакалавриат по физике в Массачусетском технологическом институте в 1975 году, а затем получил докторскую степень по инженерным наукам в Калифорнийском университете в Беркли в 1982 году, где учился под руководством Джона Уильяма Морриса. [7] Его ранняя карьера ознаменовалась назначением Президентским молодым исследователем , получением Премии развития факультета IBM и стипендии Джейкоба Валленберга. Затем Фульц работал учёным в лаборатории Лоуренса Беркли, а в 1985 году стал профессором материаловедения в Калифорнийском технологическом институте (Калтех).

Научный вклад Фульца был отмечен многочисленными наградами, такими как премия выдающегося ученого TMS EMPMD в 2010 году и премия Уильяма Хьюма-Ротери от TMS в 2016 году. [8] Его работа в области рассеяния нейтронов также принесла ему стипендию от Neutron. Американское общество рассеяния в 2016 году. Среди его достижений также членство в Обществе Сигмы Си в 2017 году, стипендия Американского физического общества в 2017 году, стипендия TMS в 2018 году и признание Американским физическим обществом «Выдающимся рефери». Общество в 2019 году. [9] [10]

Он играл консультативную роль в организации « Усовершенствованный источник фотонов» и « Источник расщепительных нейтронов» . Его опыт в области материаловедения также позволил ему работать консультантом в Everett Charles Technologies, Совете по оборонным наукам , а также в таких компаниях, как Actium Materials, Contour Energy и Materials Project. Он написал или стал соавтором около 400 статей.

В сотрудничестве со своим коллегой, профессором Дж. Хоу из Университета Вирджинии , Фульц подготовил продвинутый учебник по дифракции материалов и микроскопии, который в настоящее время выдержал четыре издания на английском языке и одно на русском, а китайский перевод находится в стадии разработки. . [11] Совсем недавно Фульц разработал учебник для аспирантов по фазовым переходам материалов, который объединяет идеи как традиционных наук о материалах, так и физики конденсированного состояния. [12]

Исследовать

Брент Фульц на церемонии вручения наград TMS-AIME Awards

Исследования Брента Фульца углубляются в понимание поведения атомов внутри твердых тел, в частности, как их вибрации, или фононы, влияют на энтропию и свободную энергию материалов. Он использует методы неупругого рассеяния нейтронов для изучения этих атомных колебаний, которые являются основным источником энтропии в твердых телах. [13] Термодинамическое значение магнитных и электронных возбуждений в твердых телах, которые также обнаруживаются этим методом, составляет еще один аспект его исследований. В его недавней работе подчеркивается взаимодействие между фононами и электронными возбуждениями в широком диапазоне температур, а также то, как энтропия меняется при изменении условий температуры и давления . [14]

Современные вычислительные методы, в частности теория функционала плотности , играют ключевую роль в исследованиях Фульца фононов и электронов в твердых телах. Его команда использует ab initio молекулярную динамику для компьютерного исследования фононов и электронных возбуждений при высоких температурах. [15] Кроме того, они используют неупругое рассеяние рентгеновских лучей с высоким разрешением, чтобы изучить, как колебательная термодинамика изменяется под высокими давлениями, что можно наблюдать в ячейке с алмазной наковальней . [16]

Работа Фульца также затрагивает насущную глобальную энергетическую проблему . Его команда исследует материалы, способные хранить литий (используемый в аккумуляторных батареях) и водород. [17] [18] Они стремятся понять, как молекулы водорода взаимодействуют с поверхностями и как новые материалы могут оптимизировать хранение водорода. Кроме того, они изучают потенциал использования ядерного резонансного рассеяния для изучения атомных искажений в материалах, когда электрон движется между соседними ионами под давлением. Работа Фульца (которая часто больше склоняется к квантовой механике , чем к классической механике , и к статистической механике , а не к классической термодинамике ) фокусируется на положении атомов, особенно в неупорядоченных материалах, а также на том, как атомы вибрируют или переносят электроны во время соединения.

Команда Фульца открыла новые горизонты, исследуя энтропию материалов, в частности, как различия в кристаллической структуре, химическом составе или локальном расположении атомов могут влиять на колебательный спектр и, в свою очередь, на энтропию. [14] [19] Со временем это исследование привело к признанию того, что такие детали колебательной энтропии существенно влияют на термодинамическую стабильность материалов. [20] Команда Фульца также проводит многочисленные эксперименты на национальных объектах, обеспечивающих высокоинтенсивные рентгеновские или нейтронные лучи. [13] Это привело к сотрудничеству с учеными из этих национальных источников нейтронов. Заметным достижением в этой области стало руководство Фульца в создании передового прибора для рассеяния нейтронов - спектрометра с прерывателем широкого углового диапазона (ARCS) в источнике расщепленных нейтронов . Наряду с этим появилась возможность для новых научных вычислительных проектов, таких как инициатива «Анализ распределенных данных для экспериментов по рассеянию нейтронов» (DANSE).

Награды

Рекомендации

  1. ^ Страница факультета Брента Фульца
  2. ^ abc TMS Awards, по состоянию на 22 августа 2017 г.
  3. ^ Аб Робинсон, Линн (31 января 2011 г.), «Научное путешествие Брента Фульца», Заголовки технических новостей, JOM: Журнал членов Общества минералов, металлов и материалов
  4. ^ Обзор трансмиссионной электронной микроскопии и дифрактометрии материалов Джона Хатчисона (2001), Journal of Microsopy 204 (3): 263–264, doi : 10.1046/j.1365-2818.2001.00962-2.x
  5. ^ Обзор просвечивающей электронной микроскопии и дифрактометрии материалов Дугласа Л. Дорсета (202), Журнал прикладной кристаллографии 35 (1): 145–146, doi : 10.1107/S0021889801020532
  6. ^ Обзор фазового перехода в материалах , автор AM Glazer (2015), Acta Crystallographica B 71 (1): 122–123, doi : 10.1107/S205252061500075X
  7. ^ "Брент Фульц | Отдел инженерии и прикладных наук" . www.eas.caltech.edu . Проверено 19 июня 2023 г.
  8. ^ «Семинар CMU MSE: Брент Фульц (Калифорнийский технологический институт) | Физика и астрономия | Питтсбургский университет» . www.Physicsandastronomy.pitt.edu . Проверено 19 июня 2023 г.
  9. ^ «Каталог участников». www.sigmaxi.org . Проверено 19 июня 2023 г.
  10. ^ «Брент Фульц, Калифорнийский технологический институт • Сеть поиска экспертов» . network.expertisefinder.com . Проверено 19 июня 2023 г.
  11. ^ Фульц, Брент; Хоу, Джеймс М. (14 октября 2012 г.). Просвечивающая электронная микроскопия и дифрактометрия материалов. Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-642-29760-1.
  12. ^ Фульц, Брент (14 мая 2020 г.). Фазовые переходы в материалах. Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-108-48578-4.
  13. ^ ab "Дом группы Fultz". www.its.caltech.edu . Проверено 19 июня 2023 г.
  14. ^ Аб Фульц, Брент (1 мая 2010 г.). «Колебательная термодинамика материалов» (PDF) . Прогресс в материаловедении . 55 (4): 247–352. doi :10.1016/j.pmatsci.2009.05.002. ISSN  0079-6425.
  15. ^ Кейт, Дж. Брэндон; Ван, Хао; Фульц, Брент; Льюис, Джеймс П. (6 декабря 2007 г.). «Ab initiofree энергия образования вакансий и кинетика действия масс в видимо-активном TiO2». Физический журнал: конденсированное вещество . 20 (2): 022202. doi : 10.1088/0953-8984/20/02/022202. ISSN  0953-8984. S2CID  8977228.
  16. ^ Трейси, SJ; Могер, Л.; Тан, HJ; Муньос, Х.А.; Сяо, Юмин; Фульц, Б. (12 сентября 2014 г.). «Корреляции поляронов и ионов в ${\mathrm{Li}}_{x}{\mathrm{FePO}}_{4}$, изученные методом рентгеновского ядерного резонансного рассеяния вперед при повышенных давлении и температуре». Физический обзор B . 90 (9): 094303. doi : 10.1103/PhysRevB.90.094303 .
  17. ^ Грец, Дж.; Ан, CC; Язами, Р.; Фульц, Б. (2003). «Высокообратимое хранение лития в наноструктурированном кремнии». Электрохимические и твердотельные буквы . 6 (9): А194. дои : 10.1149/1.1596917. ISSN  1099-0062.
  18. ^ Стади, Николас П.; Вахо, Джон Дж.; Камберленд, Роберт В.; Уилсон, Эндрю А.; Ан, Ченнинг С.; Фульц, Брент (19 июня 2012 г.). «Углеродные материалы на основе цеолита для хранения водорода под высоким давлением». Ленгмюр . 28 (26): 10057–10063. дои : 10.1021/la302050m. ISSN  0743-7463. PMID  22686576. S2CID  13027542.
  19. ^ Хамде, ХХ; Окамото, Дж.; Фульц, Б. (1 октября 1990 г.). «Температурная зависимость сверхтонких магнитных полей в сплавах Fe-Co» (PDF) . Физический обзор B . 42 (10): 6694–6696. doi : 10.1103/PhysRevB.42.6694. ПМИД  9994758.
  20. ^ Фульц, Брент (2010). «Колебательная термодинамика материалов». Прогресс в материаловедении . 55 (4): 247–352. doi :10.1016/j.pmatsci.2009.05.002. ISSN  0079-6425.
  21. ^ Члены NSSA, по состоянию на 22 августа 2017 г.
  22. ^ Профессор Фульц избран научным сотрудником APS, по состоянию на 23 апреля 2018 г.
  23. ^ Профессор Фульц назначен научным сотрудником TMS, по состоянию на 23 апреля 2018 г.
  24. ^ "Журналы физических обзоров - выдающиеся рецензенты" . журналы.aps.org . Проверено 19 июня 2023 г.

Внешние ссылки