Federico Capasso - Federico Capasso

Federico Capasso
Nascer	1949 Roma , itália
Nacionalidade	Italiano , Americano (desde 1992)
Alma mater	Universidade de roma
Conhecido por	laser em cascata quântica ; engenharia de banda gap ; forças repulsivas de Casimir ; Engenharia do Wavefront usando plasmonics
Prêmios	Medalha e prêmio Duddell (2002) Medalha Edison (2004) Medalha de ouro SPIE (2013) Prêmio Balzan (2016) Medalha Matteucci (2019)
Carreira científica
Campos	Física aplicada
Instituições	Bell Laboratories Harvard University

Federico Capasso (nascido em 1949, Roma , Itália ), um físico aplicado proeminente, foi um dos inventores do laser em cascata quântica durante seu trabalho na Bell Laboratories . Ele está atualmente no corpo docente da Universidade de Harvard . Ele é coautor de mais de 450 artigos, editou quatro volumes e possui mais de 60 patentes nos Estados Unidos.

Biografia

Federico Capasso recebeu o título de doutor em Física summa cum laude pela Universidade de Roma , Itália , em 1973 e, após fazer pesquisas em fibra óptica na Fondazione Bordoni em Roma , ingressou na Bell Labs em 1976. Em 1984, foi nomeado distinto Membro da Equipe Técnica e em 1997 um Bell Labs Fellow. Além de sua atividade de pesquisa, Capasso ocupou vários cargos de gestão na Bell Labs, incluindo Chefe do Departamento de Fenômenos Quânticos e Pesquisa de Dispositivos e do Departamento de Pesquisa de Física de Semicondutores (1987–2000) e Vice-Presidente de Pesquisa Física (2000–2002). Ele ingressou em Harvard em 1º de janeiro de 2003.

Ele e seus colaboradores fizeram muitas contribuições abrangentes para dispositivos semicondutores, sendo pioneiros na técnica de design conhecida como engenharia de estrutura de banda . Ele o aplicou a novos fotodiodos de avalanche de poços quânticos de baixo ruído , transistores de heterojunção , dispositivos de memória e lasers. Ele e seus colaboradores inventaram e demonstraram o laser em cascata quântica (QCL) (Faist, J; Capasso, F; Sivco, DL; Sirtori, C.; Hutchinson, Al; Cho, AY "Quantum Cascade Laser" Science 264, 553-556 (1994)). Ao contrário dos lasers semicondutores convencionais, conhecidos como lasers de diodo , que dependem do gap do semicondutor para emitir luz, o comprimento de onda dos QCLs é determinado pela separação de energia entre os estados quantizados da banda de condução em poços quânticos. Em 1971, pesquisadores postularam que tal processo de emissão poderia ser usado para amplificação de laser em uma superrede (Kazarinov, RF; Suris, RA (abril de 1971). "Possibilidade de amplificação de ondas eletromagnéticas em um semicondutor com uma superrede". Fizika i Tekhnika Poluprovodnikov 5 (4): 797–800). O comprimento de onda QCL pode ser adaptado em uma ampla faixa do infravermelho médio ao infravermelho distante, alterando a espessura do poço quântico. A tecnologia madura do QCL agora está encontrando aplicações comerciais. Os QCLs se tornaram as fontes mais amplamente utilizadas de radiação no infravermelho médio para detecção química e espectroscopia e estão disponíveis comercialmente. Eles operam em temperaturas superiores a 100 C e emitem até vários Watts de potência em onda contínua.

A pesquisa atual de Capasso em eletrônica quântica lida com QCLs de onda contínua de altíssima potência, o projeto de novas fontes de luz baseadas em não linearidades ópticas gigantes em poços quânticos, como fontes amplamente sintonizáveis ​​de radiação terahertz com base na geração de diferença de frequência e com plasmônicos. Ele e seu grupo em Harvard demonstraram uma nova classe de antenas ópticas e colimadores plasmônicos que eles usaram para projetar o campo próximo e o campo distante de lasers semicondutores, alcançando pontos de laser de tamanho de sub-onda profundo de intensidade ultra-alta, feixes de laser com divergência muito reduzida e lasers multifeixe. Seu grupo mostrou que interfaces plasmônicas adequadamente projetadas consistindo em arranjos opticamente finos de nanoantenas ópticas levam a uma generalização poderosa das leis seculares de reflexão e refração . Eles formam a base da "óptica plana" baseada em metassuperfícies .

Federico Capasso fez contribuições importantes para o estudo das forças eletrodinâmicas quânticas conhecidas como forças de Casimir. Ele usou o efeito Casimir (a atração entre superfícies metálicas no vácuo devido à sua energia de ponto zero) para controlar o movimento de Sistemas MicroEletromecânicos (MEMS). Ele demonstrou novos dispositivos (atuadores e osciladores Casimir), estabelecendo limites para o dimensionamento da tecnologia MEMs e com seus colaboradores Jeremy Munday e Adrian Parsegian foi o primeiro a medir uma força repulsiva de Casimir.

Premios e honras

Suas honras incluem ser membro da National Academy of Sciences , American Academy of Arts and Sciences , European Academy of Sciences e membro honorário do Franklin Institute . Ele também foi eleito membro da National Academy of Engineering (1995) por suas contribuições para a eletrônica de estado sólido e optoeletrônica por meio da 'engenharia bandgap' de semicondutores.

Em 2004, ele recebeu o prêmio Chisesi-Tomassoni por seu trabalho pioneiro no laser em cascata quântica. Em 2005, ele recebeu, juntamente com o Prêmio Nobel Frank Wilczek ( MIT ) e Anton Zeilinger ( Universidade de Viena ), o Prêmio Internacional King Faisal de Ciência por sua pesquisa sobre lasers em cascata quântica. A citação o chamou de "um dos físicos mais criativos e influentes do mundo".

Em nome da American Physical Society , ele recebeu o Prêmio Arthur L. Schawlow em Ciência do Laser de 2004, concedido pela NEC Corporation , por "contribuições seminais para a invenção e demonstração do laser quântico em cascata e a elucidação de sua física, que faz a ponte entre a eletrônica quântica, a física do estado sólido e a ciência dos materiais. "

A SPIE, sociedade internacional de ótica e fotônica, selecionou Capasso para receber a Medalha de Ouro SPIE 2013, a maior homenagem concedida pela sociedade.

Além disso, o IEEE ( Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos ), a maior organização profissional técnica do mundo, nomeou Capasso o recebedor da Medalha Edison IEEE de 2004 com a seguinte citação: "Por uma carreira de contribuições altamente criativas e influentes para dispositivos de heteroestrutura e materiais. "

Ele também recebeu a Medalha John Price Wetherill do Franklin Institute , o Prêmio RW Wood da Optical Society of America , o Prêmio IEEE Lasers e Electro-Optics Society W. Streifer por Realização Científica, a Medalha da Sociedade de Pesquisa de Materiais, o Rank Prêmio em Optoeletrônica (Reino Unido), Medalha Duddell e Prêmio do Instituto de Física (Reino Unido), Medalha Willis Lamb para Ciência do Laser e Óptica Quântica, Prêmio Newcomb Cleveland da Associação Americana para o Avanço da Ciência , Moet Hennessy de 1995 -Louis Vuitton "Leonardo da Vinci" Prize (França), a Welker Memorial Medal (Alemanha), o New York Academy of Sciences Award, o IEEE David Sarnoff Award em Eletrônica e o Goff Smith Award da University of Michigan . Em 2010, ele recebeu o Berthold Leibinger Zukunftspreis por pesquisa em tecnologia de laser aplicada e o Prêmio Julius Springer em Física Aplicada. Em 2011, ele recebeu a Medalha Jan Czochralski da Sociedade Europeia de Pesquisa de Materiais por suas realizações em Ciência de Materiais.

Em 2016 ele recebeu o Prêmio Balzan de Fotônica Aplicada "Por seu trabalho pioneiro no design quântico de novos materiais com recursos eletrônicos e ópticos específicos, o que levou à realização de uma classe fundamentalmente nova de laser, o Quantum Cascade Laser; por sua principais contribuições em plasmonics e metamateriais na vanguarda da ciência e tecnologia fotônica ". Ele recebeu a Medalha Matteucci em 2019 da Academia Nacional de Ciências da Itália por sua invenção do laser em cascata quântica .

Ele é membro da American Physical Society , do Institute of Physics (UK), da Optical Society of America , da Associação Americana para o Avanço da Ciência , IEEE e SPIE . Ele tem doutorado honorário da Universidade de Lund , Suécia, da Universidade Diderot (Paris VII) , França, da Universidade de Bolonha , Itália e da Universidade de Torvergata (Roma II) , Itália.

Em 2021 Capasso recebeu a Medalha Frederic Ives / Prêmio Jarus W. Quinn da Optical Society of America por contribuições seminais e abrangentes para a física óptica, eletrônica quântica e nanofotônica.

Bibliografia

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

Referências

links externos

• Federico Capasso Federico Capasso na Harvard School of Engineering and Applied Sciences
• "Prêmio Medalha de Ouro por Ciência que Mudou o Mundo", na revista SPIE Professional