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美国国家科学基金会将资助新的美国光电和量子技术中心

      材料来源:化合物半导体

2500万美元的拨款将建立IMOD中心,用于研究新的半导体材料和可扩展的制造工艺


美国国家科学基金会宣布,将资助一项新的努力,为支撑现代生活的大部分设备和技术带来原子级精度,并在未来几十年改变信息技术等领域。这项为期五年、价值2500万美元的科技中心拨款将建立现代光电材料按需集成中心(或IMOD),这是由华盛顿大学领导的、由11所大学的科学家和工程师合作的项目。

 

IMOD研究将集中在新的半导体材料和新光电器件的可扩展制造工艺上,用于从显示器和传感器到当今正在开发的基于利用量子力学原理技术革命的应用。

 

“在电子学的早期,一台电脑会填满整个房间。我们的口袋里都装着功能强大数百万倍的智能手机,”IMOD 主任 David Ginger(如上图所示)说。他是华盛顿大学Alvin L.and Verla R. Kwiram 特聘化学教授、华盛顿大学清洁能源研究所的首席科学家和NW IMPACT的联合主任。

 

“今天,我们看到了材料进步和可扩展制造方面的进展,有机会为光电子学做同样的事情:我们能不能把充满整个房间的量子光学实验,在一个芯片上装上几千——甚至几百万,从而促成一场新的革命?在此过程中,我们预计 IMOD 的科学将有助于解决一些更熟悉的挑战,比如改进你已经放在口袋里的手机的显示,从而延长电池续航时间。”

 

基于半导体量子点和卤化物钙钛矿合成方面的进展,该中心将整合来自不同背景的科学家和工程师的工作,包括:在原子级精确的胶体合成、表征和理论方面(由悬浮在介质中的纳米粒子工程系统组成)具有专长的化学家;材料科学家和机械工程师,他们正在开发半导体设备的集成、加工和增材制造方法;以及电气工程师和物理学家,他们正在开发新的纳米级光子结构,并研究这些材料在光量子通信和计算方面的性能极限。

 

“国家自然科学基金科技中心是综合性的,不仅因为它们跨越了传统的学术学科,而且还因为它们寻求通过将学术研究与工业和政府需求联系起来造福社会,同时还教育多样化的STEM劳动力,”Ginger说,“为此,我们非常幸运地得到了横跨工业、政府和教育领域的一系列令人惊喜的外部合作伙伴的支持。”

 

IMOD 的部分外部合作伙伴包括亚马逊、Applied Materials、康宁公司、微软、Nanosys和 FOM Technologies, Inc.等公司;国家可再生能源实验室、西北太平洋国家实验室和华盛顿州商务部等政府机构;以及包括华盛顿大学的 GEAR UP、Catalyst @ Penn GSE和佐治亚理工学院的科学、数学和计算整合教育中心等教育合作伙伴。

 

该中心将为参与者推出一系列指导、团队科学培训和实习计划,包括来自STEM领域代表性不足群体的学生和第一代学生。中心的科学家还将与高中教师合作,制定符合下一代科学标准的课程开发计划,并担任K-12学生的“大使”,向他们介绍STEM职业。

 

“与华盛顿大学Quantum X和Northwest Quantum Nexus合作,IMOD 正在启动一个量子培训试验台设施,为来自IMOD参与站点和合作伙伴的学生提供最前沿的培训和劳动力发展机会,”华盛顿大学物理学和电子与计算机工程副教授Kai-Mei Fu说。他是IMOD的量子劳动力发展副主任。

 

“我们很高兴能得到该地区合作伙伴的大力支持,使我们能够在华盛顿州已经在清洁能源试验台上进行的投资基础上再接再厉,支持劳动力培训和经济发展。例如,微软计划捐赠一个低温恒温器,使我们的学生能将样品冷却到绝对零度以内,以研究量子自旋物理和退相干等现象,我们还计划为受训学员做更多的事情。现在,我们在问一个问题:‘我们希望我们在学生时代能用什么设备做试验?'”

 

组成IMOD的11个学术机构是:华盛顿大学、马里兰大学帕克分校、宾夕法尼亚大学、利哈伊大学(Lehigh University)、哥伦比亚大学、佐治亚理工学院、西北大学、纽约城市学院、芝加哥大学、科罗拉多大学博尔德分校和马里兰大学巴尔的摩郡分校。

 

除了Ginger和Fu之外,参与IMOD的其他华盛顿大学教员还包括华盛顿大学化学教授 Brandi Cossairt、机械工程和材料科学与工程副教授兼华盛顿清洁能源试验台技术总监Devin MacKenzie、物理学和电气与计算机工程副教授Arka Majumdar和化学教授兼分子工程材料中心主任Daniel Gamelin。Fu和Majumdar是华盛顿大学Quantum X的联合主席,也是华大纳米工程系统研究所的教员。Ginger、Cossairt、Fu、MacKenzie 和 Gamelin是清洁能源研究所的成员教师。Ginger、Fu、Majumdar和Gamelin是华盛顿大学分子工程与科学研究所的教职研究员。

 

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