Raj Mohanty

Raj Mohanty
Yrke(n)	Fysiker , akademiker och entreprenör
Akademisk bakgrund
Utbildning	Ph.D. i kvantfysik
Alma mater	University of Maryland, College Park California Institute of Technology
Akademiskt arbete
institutioner	Boston University

Pritiraj Mohanty är fysiker och entreprenör . Han är professor i fysik vid Boston University . Han är mest känd för sitt arbete med kvantkoherens , mesoskopisk fysik , nanomekaniska system och nanoteknologi med ett nyligen fokus på biosensing och nanomekanisk beräkning.

Mohanty är grundaren av FemtoDx, Sand 9 och Ninth Sense.

Utbildning

Mohanty tog examen med en Ph.D. i kvantfysik från University of Maryland, College Park . Därefter avslutade han sin postdoc vid California Institute of Technology.

Karriär

Efter sin postdoktorala forskning gick Mohanty till Boston University som fakultetsmedlem. Han började sin karriär som astrofysiker på ROSAT Satellite Team vid Goddard Space Flight Center i NASA.[5] Han har varit fysikprofessor vid Boston University sedan 2011. Han är också professor vid Materials Science Division.[6] Han har tjänstgjort som en ansluten fakultet vid Boston Medical Center (Cancer Center).

Efter sin postdoktorala forskning gick Mohanty till Boston University som fakultetsmedlem. Han började sin karriär som astrofysiker på ROSAT Satellite Team vid Goddard Space Flight Center i NASA . Han har varit fysikprofessor vid Boston University sedan 2011. Han är också professor vid Materials Science Division. Han har tjänstgjort som en ansluten fakultet vid Boston Medical Center (Cancer Center).

Mohanty var VD för Sand 9, ett företag för halvledarmikroelektromekaniska system (MEMS), från juni 2007 till januari 2010. Han är för närvarande VD för FemtoDx, ett företag för medicintekniska produkter som han grundade.

Forskning

Mohantys forskning spänner över kvantfysik, nanomekanik, biosensing och nanomekanisk beräkning. Hans senaste forskningsintresse är främst inriktat på analog maskininlärning, trådlös kraftöverföring och funktionella nanomaterial.

Nanomekaniska system och MEMS

Mohantys forskning om nanomekaniska system och Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) fokuserar på användningen av mekaniska resonatorer i nanoskala för att studera grundläggande fysikproblem. Dessa problem inkluderar makroskopiska kvantsystem, elektronspinvridmoment, stokastisk resonans, synkronisering, mekanisk analog av olinjär effektoptik och olinjär förlust.

En kompletterande aspekt av Mohantys forskning involverar användningen av några av dessa koncept för att bygga enheter för verkliga tillämpningar. Dessa inkluderar icke-linjära nanomekaniska resonatorer som mekaniska bitar eller minne, högfrekventa nanomekaniska oscillatorer för kiselbaserade tidsoscillatorer för cellulära och GPS-timingsenheter, nanomekaniska vridmomentoscillatorer för att detektera elektronspinflip, andra och tredje övertonsgenerering med piezoelektrisk olinjäritet, mekaniska resonatorer för potentiell användning i implanterbara enheter i den mänskliga hjärnan eller kroppen, trådlös överföring av information med hjälp av strålningskraft på mekaniska resonatorer.

Nanomekanisk beräkning

2004 föreslog Mohantys team och demonstrerade att den olinjära bistabiliteten hos en nanomekanisk stråle kan användas som en nanomekanisk bit för beräkning. De visade att den nanomekaniska strålen kan styras för att förbli i ett av de två tillstånden ("1" eller "0") med 100 % trohet. Med hjälp av detta bistabila system visade Mohantys team att signalen kan förbättras genom att lägga till vitt brus till det nanomekaniska systemet, enligt konceptet stokastisk resonans. De demonstrerade en brusassisterad omprogrammerbar nanomekanisk logikgrind. I ett försök att skapa en energieffektiv datorarkitektur utvecklade Mohanty och hans team ett reversibelt beräkningsbyggblock och implementerade en Fredkin-port, en universell logikgrind från vilken vilken annan reversibel grind som helst kan byggas. Dessa universella logiska grindar visades vara kapabla att bearbeta information med en energikostnad som närmar sig den grundläggande von-Neumann Landauer-gränsen.

Silicon Brain: Neurocomputing

Mohantys team har också arbetat med att skapa en grundläggande byggsten för neurodatorer med nano- och mikromekaniska resonatorer. De hävdade att ett nätverk av mekaniska oscillatorer kan användas för att lagra, hämta och känna igen komplexa visuella mönster genom motsvarande synkroniserade tillstånd. De visade att den minsta enheten i nätverket, ett kopplat tvåoscillatorsystem, visar alla aspekter av synkronisering. Separat lade teamet fram en arkitektur bestående av ett nätverk av mekaniska oscillatorer som kan användas för visuell mönsterigenkänning.

Trådlös kraft- och informationsöverföring

Mohantys team har demonstrerat användningen av mikromekaniska resonatorer för trådlös kraftöverföring, speciellt för att användas som implanterbara biomedicinska enheter i kroppen eller hjärnan där storleken på enheten är ännu viktigare än energieffektiviteten. Sådana enheter kan placeras inuti hjärnan med exakt rumslig positionering och externt laddade med hög effektivitet. I ett separat försök har Mohanty och hans team demonstrerat aktivering av mikromekaniska resonatorer med hjälp av strålningstryck som genereras av en laser. Teamet har kunnat överföra information, inklusive bilder, kodad i laserljusstrålen, till den mikromekaniska resonatorn placerad på avstånd med 100 % trohet.

Biosensing

Mohanty har arbetat med att utveckla kiselbaserad biosensingplattform för kvantitativ detektion av protein- och enzymmarkörer i blod och andra fysiologiska vätskor. Med hjälp av ett tillvägagångssätt av top-down litografi, visade Mohanty och hans team att deras kiselnanowire fälteffekttransistorsensor kan detektera ett antal analyter, relevanta för cancer och hjärt-kärlsjukdomar, med känslighet och specificitet på klinisk nivå.

Kvantberäkning, dekoherens och mesoskopisk fysik

I den tidiga delen av sin karriär fokuserade Mohantys forskning på kvantdekoherens och mesoskopisk fysik. Han fokuserade sin studie på kvantberäkning och kvantkoherens i mesoskopiska system. I en studie visade Mohanty och Webb att det finns en inneboende dekoherens av elektroner som kvarstår även vid noll temperatur. Han utforskade kvantfluktuationer vid nollpunktsfluktuationer. Den genomförda studien visade att vid låga temperaturer är det den inneboende miljön som påverkar faskoherenstiden i det mesoskopiska systemet. Studien syftade till att integrera den begränsade avfasningstiden med temperaturberoende i den termiska regimen. Hans arbete inom mesoskopisk fysik fortsatte med den ultrakänsliga mätningen av ihållande ström i mesoskopiska guldringar, där han och hans team kunde mäta ihållande ström genererad av så få som en elektron. Mohanty föreslog också en ny mekanism för ihållande ström. Genom att använda sin mätning av konduktansfluktuationer visade Mohanty och Webb brott mot en-parameters skalhypotes.

Pris och ära

• 2005 – National Science Foundation CAREER Awards, CAS
• 2005 – Sloan Fellow

Bibliografi

• Mohanty, P., Jariwala, EMQ, & Webb, RA (1997). Inre dekoherens i mesoskopiska system. Physical Review Letters, 78(17), 3366.
• Badzey, RL, & Mohanty, P. (2005). Koherent signalförstärkning i bistabila nanomekaniska oscillatorer genom stokastisk resonans. Nature, 437(7061), 995-998.
• Shim, SB, Imboden, M., & Mohanty, P. (2007). Synkroniserad oscillation i kopplade nanomekaniska oscillatorer. science, 316(5821), 95-99.