Federico Capasso

Federico Capasso
Född	1949 Rom , Italien
Nationalitet	Italiensk , amerikansk (sedan 1992)
Alma mater	Universitetet i Rom
Känd för	Kvantkaskadlaser ; bandgapteknik ; frånstötande Casimir-styrkor ; Vågfrontsteknik med plasmonik
Utmärkelser	IEEE David Sarnoff Award (1993) Newcomb Cleveland Prize (1993) John Price Wetherill Medal (1997) Rank Prize for Optoelectronics (1998) RW Wood Prize (2001) Duddell Medal and Prize (2002) Arthur L- Schawlow Prize (2004) Edison Medal (2004) King Faisal-priset (2004) Tomassoni-priset (2004) Berthold Leibinger Zukunftspreis (2010) SPIE-guldmedalj (2013) Balzan-priset (2016) Enrico Fermi-priset (2018) Matteucci-medalj (2019) Frederic Ives-medalj (20)
Vetenskaplig karriär
Fält	Tillämpad fysik
institutioner	Bell Laboratories Harvard University

Federico Capasso (född 1949, Rom , Italien ), en framstående tillämpad fysiker, var en av uppfinnarna av kvantkaskadlasern under sitt arbete på Bell Laboratories . Han är för närvarande på fakulteten vid Harvard University . Han har varit medförfattare till över 450 artiklar, redigerat fyra volymer och har över 60 amerikanska patent.

Biografi

Federico Capasso tog doktorsexamen i fysik, summa cum laude , från universitetet i Rom , Italien , 1973 och efter att ha forskat i fiberoptik vid Fondazione Bordoni i Rom , anslöt han sig till Bell Labs 1976. 1984 blev han en Distinguished Medlem av teknisk personal och 1997 Bell Labs Fellow. Utöver sin forskningsverksamhet har Capasso haft flera ledande befattningar på Bell Labs inklusive chef för kvantfenomen- och enhetsforskningsavdelningen och halvledarfysikforskningsavdelningen (1987–2000) och vicepresident för fysikalisk forskning (2000–2002). Han började på Harvard den 1 januari 2003.

Han och hans medarbetare gjorde många breda bidrag till halvledarenheter och banade väg för designtekniken som kallas bandstrukturteknik . Han tillämpade det på nya lågbruskvantbrunnars lavinfotodioder , heterojunction - transistorer, minnesenheter och lasrar. Han och hans medarbetare uppfann och demonstrerade kvantkaskadlasern (QCL) (Faist, J; Capasso, F; Sivco, DL; Sirtori, C. ; Hutchinson, Al; Cho, AY "Quantum Cascade Laser" Science 264, 553-556 (1994)). Till skillnad från konventionella halvledarlasrar, kända som diodlasrar , som förlitar sig på halvledarens bandgap för att emittera ljus, bestäms våglängden för QCLs av energiseparationen mellan ledningsbandets kvantiserade tillstånd i kvantbrunnar. År 1971 postulerade forskare att en sådan emissionsprocess kunde användas för laserförstärkning i ett supergitter (Kazarinov, RF; Suris, RA (april 1971). "Möjlighet till förstärkning av elektromagnetiska vågor i en halvledare med ett supergitter." Fizika i Tekhnika Poluprovodnikov 5 (4): 797–800). QCL-våglängden kan skräddarsys över ett brett intervall från mittinfraröda till långt infraröda genom att ändra kvantbrunnens tjocklek. Den mogna teknologin i QCL hittar nu kommersiella tillämpningar. QCLs har blivit de mest använda källorna för medelinfraröd strålning för kemisk avkänning och spektroskopi och är kommersiellt tillgängliga. De arbetar vid temperaturer över 100 C och avger upp till flera Watt effekt i kontinuerlig våg.

Capassos aktuella forskning inom kvantelektronik handlar om kontinuerliga våg-QCL:er med mycket hög effekt, design av nya ljuskällor baserade på gigantiska optiska olinjäriteter i kvantbrunnar som brett avstämbara källor för terahertzstrålning baserade på differensfrekvensgenerering och med plasmonik. Han och hans grupp vid Harvard har demonstrerat en ny klass av optiska antenner och plasmoniska kollimatorer som de har använt för att designa när- och fjärrfältet för halvledarlasrar, för att uppnå ultrahög intensitet djupa subvåglängder laserfläckar, laserstrålar med kraftigt reducerad divergens och multistrålelasrar. Hans grupp visade att lämpligt utformade plasmoniska gränssnitt bestående av optiskt tunna arrayer av optiska nanoantenner leder till en kraftfull generalisering av de månghundraåriga lagarna för reflektion och brytning . De utgör grunden för "platt optik" baserad på metasytor .

Federico Capasso har gjort stora bidrag till studiet av kvantelektrodynamiska krafter som kallas Casimir-krafter. Han använde Casimir-effekten (attraktionen mellan metallytor i vakuum på grund av dess nollpunktsenergi) för att kontrollera rörelsen hos MicroElectroMechanical Systems (MEMS). Han demonstrerade nya enheter (Casimir ställdon och oscillatorer), som satte gränser för skalningen av MEMs teknologi och med sina medarbetare Jeremy Munday och Adrian Parsegian var han först med att mäta en frånstötande Casimir kraft.

Pris och ära

Hans utmärkelser inkluderar medlemskap i National Academy of Sciences , American Academy of Arts and Sciences , European Academy of Sciences och hedersmedlemskap i Franklin Institute . Han valdes också till medlem av National Academy of Engineering (1995) för bidrag till solid-state elektronik och optoelektronik genom halvledar "bandgap engineering".

2004 fick han Chisesi-Tomassoni-priset för sitt banbrytande arbete med kvantkaskadlasern. 2005 fick han, tillsammans med Nobelpristagaren Frank Wilczek ( MIT ) och Anton Zeilinger ( Universitetet i Wien ), King Faisal International Prize for Science för sin forskning om kvantkaskadlasrar. Citatet kallade honom "en av de mest kreativa och inflytelserika fysikerna i världen."

På uppdrag av American Physical Society tilldelades han 2004 Arthur L. Schawlow-priset i laservetenskap, tilldelat av NEC Corporation , för "framkallande bidrag till uppfinningen och demonstrationen av kvantkaskadlasern och förtydligandet av dess fysik, vilket överbryggar kvantelektronik, fasta tillståndets fysik och materialvetenskap."

SPIE, det internationella samfundet för optik och fotonik, valde Capasso att ta emot SPIE Gold Medal 2013, den högsta utmärkelsen som samhället ger.

Dessutom utsåg IEEE ( Institute of Electrical and Electronics Engineers ), världens största tekniska professionella organisation, Capasso till mottagaren av 2004 års IEEE Edison Medal med följande citat, "För en karriär av mycket kreativa och inflytelserika bidrag till heterostrukturenheter och material."

Han är också mottagare av John Price Wetherill-medaljen från Franklin Institute , RW Wood Prize of the Optical Society of America , IEEE Lasers and Electro-Optics Society W. Streifer Award for Scientific Achievement, Materials Research Society Medal, Rank Pris i optoelektronik (UK), Duddell-medaljen och pris från Institute of Physics (UK), Willis Lamb Medal for Laser Science and Quantum Optics, Newcomb Cleveland-priset från American Association for the Advancement of Science , 1995 Moet Hennessy -Louis Vuitton "Leonardo da Vinci"-priset (Frankrike), Welker Memorial Medal (Tyskland), New York Academy of Sciences Award, IEEE David Sarnoff Award in Electronics och Goff Smith-priset från University of Michigan . 2010 fick han Berthold Leibinger Zukunftspreis för forskning inom tillämpad laserteknik och Julius Springer -priset i tillämpad fysik. 2011 fick han Jan Czochralski -medaljen från European Materials Research Society för sina livsprestationer inom materialvetenskap.

2016 tilldelades han Balzan-priset för tillämpad fotonik "För sitt banbrytande arbete inom kvantdesign av nya material med specifika elektroniska och optiska egenskaper, vilket ledde till förverkligandet av en fundamentalt ny klass av laser, Quantum Cascade Laser; för hans stora bidrag inom plasmonik och metamaterial i framkanten av fotonikvetenskap och teknik". Han fick Matteucci-medaljen 2019 från den italienska nationella vetenskapsakademin för sin uppfinning av kvantkaskadlasern .

Han är medlem av American Physical Society , Institute of Physics (UK), Optical Society of America , American Association for the Advancement of Science , IEEE och SPIE . Han har hedersdoktorer från Lunds universitet , Sverige, Diderot University (Paris VII) , Frankrike, University of Bologna , Italien och University of Torvergata (Roma II) , Italien.

År 2021 fick Capasso Frederic Ives-medaljen/Jarus W. Quinn-priset från Optical Society of America för framstående och omfattande bidrag till optisk fysik, kvantelektronik och nanofotonik.

Bibliografi

• Avventure di un designer quantico . Di Renzo Editore, Roma, 2005.
•   Yu, Nanfang; Capasso, Federico (2014). "Platt optik med designermetasytor". Nat. Mater . 13 (2): 139–50. Bibcode : 2014NatMa..13..139Y . doi : 10.1038/nmat3839 . PMID 24452357 .

externa länkar

• Federico Capasso Federico Capasso vid Harvard School of Engineering and Applied Sciences
• "Gold Medal Award for World-Changing Science," i SPIE Professional magazine