Alec Broers, Barón Broers
Ingeniero eléctrico británico

El Muy Honorable
El señor Broers
FRS FMedSci FREng
Vicerrector de la
Universidad de Cambridge
En el cargo
de 1996 a 2003
CancillerEl duque de Edimburgo
Precedido porDavid Glyndwr Tudor Williams
Sucedido porAlison Richard
Datos personales
Nacido( 17 de septiembre de 1938 )17 de septiembre de 1938 (86 años)
Calcuta , Raj británico
Alma máterEscuela secundaria de Geelong
Universidad de Melbourne
Universidad de Cambridge
4º Máster del Churchill College, Cambridge
En el cargo
de 1990 a 1996
Precedido porSir Hermann Bondi
Sucedido porSeñor John Boyd

Alec Nigel Broers, Baron Broers (nacido el 17 de septiembre de 1938) es un ingeniero eléctrico británico . [1] [2]

En 1994, Broers fue elegido miembro internacional de la Academia Nacional de Ingeniería por sus contribuciones a la litografía y microscopía de haz electrónico y por su liderazgo en microfabricación.

Educación y vida temprana

Broers nació en Calcuta , India y estudió en la Geelong Grammar School y la Universidad de Melbourne en Australia y en el Gonville and Caius College, Cambridge , en Inglaterra .

Carrera

Broers trabajó en los laboratorios de investigación y desarrollo de IBM en Estados Unidos durante 19 años antes de regresar a Cambridge en 1984 para convertirse en profesor de Ingeniería Eléctrica (1984-1996) y miembro del Trinity College de Cambridge (1985-1990). Es un pionero de la nanotecnología .

Broers se convirtió posteriormente en rector del Churchill College, Cambridge (1990-96) y jefe del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge (1993-96). Fue vicerrector de la Universidad de Cambridge, 1996-2003. En 1997 fue invitado a pronunciar la conferencia conmemorativa MacMillan en la Institución de Ingenieros y Constructores Navales de Escocia . Eligió el tema "El papel y la educación del ingeniero creativo". [3] Fue nombrado caballero en 1998 y creó un par vitalicio interbancario en 2004, como barón Broers , de Cambridge en el condado de Cambridgeshire. [4] Lord Broers fue presidente del Comité de Ciencia y Tecnología de la Cámara de los Lores de 2004 a 2007 y fue presidente de la Real Academia de Ingeniería de 2001 a 2006.

En septiembre de 2008, Lord Broers reemplazó a Sir David Cooksey como presidente del consejo de administración de Diamond Light Source , la mayor instalación científica nueva del Reino Unido en 45 años.

Premios y honores

Lord Broers ha recibido más de veinte títulos honorarios y becas de universidades, colegios e instituciones académicas y profesionales. Es miembro extranjero de la Academia Nacional de Ingeniería de Estados Unidos , la Academia China de Ingeniería, la Academia Australiana de Ciencias Tecnológicas e Ingeniería y la Sociedad Filosófica Estadounidense . [5] Fue elegido miembro [6] de la Real Academia de Ingeniería [7] en 1985. Es miembro honorario del St Edmund's College, Cambridge . [8]

Resumen de la carrera

  • 1938 Nació el 17 de septiembre en Calcuta, India.
  • 1941 Se mudó a Sídney, Australia.
  • 1944 Se mudó a Purley, Surrey, Reino Unido.
  • 1948 Se mudó a Melbourne, Australia y asistió a la Geelong Grammar School.
  • 1959 Licenciatura en Física por la Universidad de Melbourne , Australia
  • 1962 Licenciatura en Ciencias Eléctricas por la Universidad de Cambridge , después de llegar inicialmente como erudito coral.
  • 1965 Doctorado en la Universidad de Cambridge, tesis titulada Grabado selectivo por haz de iones en el microscopio electrónico de barrido
  • 1965 Investigador en IBM USA y miembro del Comité Técnico Corporativo
  • 1977 Nombrado IBM Fellow por el CEO de IBM . [9]
  • 1984 Regresa a la Universidad de Cambridge como profesor de Ingeniería Eléctrica y miembro del Trinity College.
  • 1990 Maestría en Churchill College
  • 1992 Jefe del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge
  • 1994 Miembro internacional de la Academia Nacional de Ingeniería [10]
  • 1995 Se convierte en director no ejecutivo de Lucas Industries.
  • 1996 Vicerrector de la Universidad de Cambridge (hasta 2003)
  • 1997 Se convierte en director no ejecutivo de Vodafone
  • 1998 Nombrado Caballero por sus servicios a la educación
  • 1998 Fundó la Red Cambridge con Hermann Hauser y David Cleevely
  • 2001 Presidente de la Real Academia de Ingeniería
  • 2004 Se le concedió un título nobiliario vitalicio (se convirtió en Lord Broers)
  • 2004 Se convierte en presidente del Comité de Ciencia y Tecnología de la Cámara de los Lores.
  • 2005 Broers presenta las Reith Lectures para la BBC
  • 2008 Se convierte en presidente de Diamond Light Source Ltd.
  • 2009 Se convierte en presidente de Bio Nano Consulting.
  • 2010 Se convierte en presidente de la Red de Transferencia de Conocimiento del Consejo de Estrategia Tecnológica para el Transporte.
  • 2012-2015 Presidente del jurado del Premio Reina Isabel de Ingeniería.

Investigación

Alec Broers comenzó su carrera de investigación en el Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge en 1961, trabajando con el Profesor Oatley y, más tarde, con el Dr. William C. Nixon, en el estudio in situ de superficies sometidas a grabado iónico en el microscopio electrónico de barrido (MEB). El microscopio que utilizó había sido construido originalmente por Oatley y luego modificado por Garry Stewart, quien también había añadido una fuente de iones que enfocaba los iones sobre la superficie de la muestra. Garry Stewart, que era otro de los estudiantes del Profesor Oatley, se trasladó después a la Cambridge Instrument Company , donde supervisó el diseño y la construcción del primer MEB comercial del mundo, el Stereoscan. Durante su doctorado, Alec reconstruyó el MEB colocando una lente final magnética en lugar de la lente electrostática original, mejorando así la resolución del microscopio a unos 10 nm, y después de examinar las superficies grabadas con iones, utilizó el haz de electrones del microscopio por primera vez para escribir patrones, [11] utilizando posteriormente el grabado iónico para transferir estos patrones a estructuras de oro, tungsteno y silicio tan pequeñas como 40 nm. Éstas fueron las primeras nanoestructuras creadas por el hombre en materiales adecuados para circuitos microelectrónicos, abriendo la posibilidad de la miniaturización extrema de los circuitos electrónicos que se produciría en las décadas siguientes.

Después de graduarse en Cambridge, Lord Broers pasó casi 20 años en investigación y desarrollo con IBM en los Estados Unidos. Trabajó durante dieciséis años en el Centro de Investigación Thomas J Watson en Nueva York, luego durante 3 años en el Laboratorio de Desarrollo de East Fishkill y, finalmente, en la sede corporativa. Su primera tarea en el laboratorio de investigación TJ Watson fue encontrar un emisor de electrones de larga duración para reemplazar los filamentos de alambre de tungsteno utilizados en los microscopios electrónicos de la época. IBM había construido la primera tienda de computadoras de mil millones de bits utilizando un haz de electrones para escribir en película fotográfica y la vida útil relativamente corta de las fuentes de filamento de tungsteno no era aceptable. Para resolver este problema, desarrolló los primeros cañones de electrones prácticos que usaban emisores LaB 6 . [12] [13] Estos emisores no sólo resolvieron el problema de la vida útil, sino que también proporcionaron un brillo electrónico más alto que los filamentos de tungsteno, y a finales de los años 1960 y principios de los años 1970 construyó dos nuevos SEM para examinar superficies que aprovecharon esto y produjeron una resolución más alta que los SEM anteriores (3 nm en el modo de superficie de electrones secundarios) [14] y luego un instrumento de longitud focal corta con un tamaño de haz de 0,5 nm. [15] Usó el segundo SEM para examinar muestras delgadas en el modo de transmisión y para examinar muestras sólidas usando el electrón de alta energía disperso desde la superficie de la muestra, los electrones que habían sido llamados 'electrones de baja pérdida por Oliver C Wells, quien había propuesto su uso en el SEM. Inicialmente, este modo de alta resolución y baja pérdida se utilizó para examinar bacteriófagos y células sanguíneas en colaboración con investigadores de la Universidad de Nueva York [16] y del Hospital de Administración de Veteranos de Nueva Jersey [17]. Sin embargo, la mayor parte de su trabajo se dedicó a utilizar los microscopios como herramientas para trazar cosas utilizando las técnicas de litografía que se estaban volviendo familiares para fabricar chips de silicio. Él y su colega Michael Hatzakis utilizaron estas nuevas litografías de haz de electrones para fabricar los primeros transistores de silicio con dimensiones micrométricas [18] y submicrónicas, lo que demuestra que sería posible reducir las dimensiones de los dispositivos electrónicos muy por debajo de las dimensiones que se utilizaban en ese momento.

"Pasé un tiempo maravilloso investigando en el laboratorio de investigación de IBM", recuerda. "Básicamente, había convertido mi pasatiempo en mi carrera". Recuerda que tenía una habitación llena de aparatos electrónicos y que estaba encantado de pasar su tiempo construyendo cosas nuevas y probándolas. Allí pasó alrededor de 16 años investigando en una de las mejores "salas de juegos para la electrónica" del mundo, construyendo microscopios y equipos para la fabricación de componentes en miniatura. En 1977 se le concedió la envidiable posición de miembro de IBM, un honor concedido, en ese momento, a sólo unos 40 de los 40.000 ingenieros y científicos de IBM. Esto le dio la libertad de seguir cualquier camino de investigación que quisiera y continuó su trabajo ampliando los límites de lo que se llamaba en ese momento microfabricación. Durante los siguientes diez años llevó a cabo una serie de cuidadosos experimentos midiendo la resolución máxima de la litografía por haz de electrones [19] [20] [21] y luego utilizó los métodos de mayor resolución para fabricar dispositivos electrónicos.

Uno de los efectos nocivos que limitaban la resolución era el efecto de empañamiento de los electrones retrodispersados ​​desde la masa de la muestra. Para evitarlo, Broers y Sedgwick inventaron un sustrato de membrana delgada utilizando tecnologías utilizadas para fabricar cabezales de impresoras de inyección de tinta. [22] La membrana era lo suficientemente delgada como para eliminar eficazmente los electrones retrodispersados. Estos sustratos de membrana permitieron fabricar y probar las primeras estructuras metálicas con dimensiones inferiores a 10 nm. [23] Como estas dimensiones ahora se medían en nanómetros individuales, él y sus colaboradores decidieron llamar a estas nanoestructuras y a las técnicas utilizadas para hacerlas nanofabricación [24] [25] en lugar de utilizar el prefijo micro que había sido el lenguaje común hasta entonces. Estas muestras de membrana también encontraron aplicación muchos años después en dispositivos MEM (Micro-Electro-Mecánicos), y también como "voladizos" en aplicaciones biomédicas. Los primeros experimentos con litografía de rayos X [26] también utilizaron membranas similares.

Cuando regresó a Cambridge, Lord Broers creó un laboratorio de nanofabricación para extender la tecnología de miniaturización a escala atómica mediante el desarrollo de algunos de los nuevos métodos de fabricación [27] [28] que había descubierto en IBM. Modificó un microscopio electrónico de transmisión de 400 kV (JEOL 4000EX) para que funcionara en modo de barrido y produjera un tamaño de haz mínimo de aproximadamente 0,3 nm. Utilizó este sistema trabajando en colaboración con investigadores del laboratorio de investigación en microelectrónica IMEC en Lovaina, Bélgica, para construir algunos de los transistores de efecto de campo más pequeños y rápidos que se habían construido jamás. [29]

Referencias

  1. ^ Voss, RF; Laibowitz, RB; Broers, AN (1980). "Nanopuente de niobio dc SQUID". Applied Physics Letters . 37 (7): 656. Bibcode :1980ApPhL..37..656V. doi : 10.1063/1.92026 .
  2. ^ Broers, AN (1981). "Resolución, superposición y tamaño de campo para sistemas de litografía". IEEE Transactions on Electron Devices . 28 (11): 1268–1278. Bibcode :1981ITED...28.1268B. doi :10.1109/T-ED.1981.20599. S2CID  47505859.
  3. ^ "Hugh Miller Macmillan". Conferencias conmemorativas de Macmillan . Institution of Engineers and Shipbuilders in Scotland . Archivado desde el original el 4 de octubre de 2018. Consultado el 29 de enero de 2019 .
  4. ^ The London Gazette, número 57337
  5. ^ "Historial de miembros de la APS". search.amphilsoc.org . Consultado el 8 de julio de 2021 .
  6. ^ "Lista de becarios". Archivado desde el original el 8 de junio de 2016 . Consultado el 13 de octubre de 2014 .
  7. ^ "Lista de becarios". Archivado desde el original el 8 de junio de 2016 . Consultado el 13 de octubre de 2014 .
  8. ^ "St Edmund's College - Universidad de Cambridge". www.st-edmunds.cam.ac.uk . Consultado el 10 de septiembre de 2018 .
  9. ^ "Honorary Fellows - 2003 - Professor Sir Alec Broers". Institution of Mechanical Engineers . Consultado el 16 de octubre de 2011 .
  10. ^ "Alec N. Broers" . Consultado el 27 de mayo de 2021 .
  11. ^ Broers, AN (1965). "Procesos combinados de haces de electrones e iones para microelectrónica". Microelectronics Reliability . 4 : 103–104. doi :10.1016/0026-2714(65)90267-2.
  12. ^ Broers, AN (1967). "Cañón de electrones utilizando un cátodo de hexaboruro de lantano de larga duración". Journal of Applied Physics . 38 (4): 1991–1992. Bibcode :1967JAP....38.1991B. doi :10.1063/1.1709807.
  13. ^ Broers, AN (1969). "Algunas características experimentales y estimadas del cañón de electrones de cátodo de varilla de hexaboruro de lantano". Journal of Physics E: Scientific Instruments . 2 (3): 273–276. Bibcode :1969JPhE....2..273B. doi :10.1088/0022-3735/2/3/310.
  14. ^ Broers, AN (1969). "Un nuevo microscopio electrónico de barrido por reflexión de alta resolución". Review of Scientific Instruments . 40 (8): 1040–5. Bibcode :1969RScI...40.1040B. doi :10.1063/1.1684146. PMID  5797882.
  15. ^ Broers, AN (1973). "Microscopio electrónico de transmisión de barrido catódico termoiónico de alta resolución". Applied Physics Letters . 22 (11): 610–612. Código Bibliográfico :1973ApPhL..22..610B. doi :10.1063/1.1654527.
  16. ^ Broers, AN; Panessa, BJ; Gennaro Jr, JF (1975). "Microscopía electrónica de barrido de alta resolución de bacteriófagos 3C y T4". Science . 189 (4203): 637–9. Bibcode :1975Sci...189..637B. doi :10.1126/science.125922. PMID  125922.
  17. ^ Trubowitz, S; Broers, A; Pease, RF (1970). "Ultraestructura superficial de la médula ósea humana: una breve nota". Sangre . 35 (1): 112–5. doi : 10.1182/blood.V35.1.112.112 . PMID  5263118.
  18. ^ "Fabricación de haces de electrones de alta resolución", AN Broers y M. Hatzakis, Proc. National Electronics Conference , National Electronics Conference, Inc., págs. 826–829, 1969, considerado el mejor artículo de conferencia
  19. ^ Broers, AN; Harper, JME; Molzen, WW (1978). "Anchos de línea de 250 Å con resistencia electrónica de PMMA". Applied Physics Letters . 33 (5): 392. doi :10.1063/1.90387.
  20. ^ "Límites de resolución de la resina de PMMA para la exposición a haces de electrones", 9.ª Conferencia Internacional sobre Ciencia y Tecnología de Haces de Electrones e Iones , Ed. R. Bakish, Electrochemical Soc., Princeton, NJ, págs. 396–406, 1980, y J. Electrochem. Soc. , 128, págs. 166–170, 1980
  21. ^ Broers, AN (1988). "Límites de resolución para la litografía por haz de electrones". IBM Journal of Research and Development . 32 (4): 502–513. doi :10.1147/rd.324.0502.
  22. ^ Sedgwick, TO; Broers, AN; Agule, BJ (1972). "Un nuevo método para la fabricación de líneas metálicas ultrafinas mediante haces de electrones". Journal of the Electrochemical Society . 119 (12): 1769. Bibcode :1972JElS..119.1769S. doi :10.1149/1.2404096.
  23. ^ Broers, AN; Molzen, WW; Cuomo, JJ; Wittels, ND (1976). "Fabricación de estructuras metálicas de 80 Å mediante haz de electrones". Applied Physics Letters . 29 (9): 596. doi :10.1063/1.89155.
  24. ^ "Efecto Josephson en nanoestructuras Nb", RB Laibowitz, AN Broers, JT Yeh, JM Viggiano, W. Molzen, Applied Physics Letters , 35, p. 891–893, 1979
  25. ^ Molzen, WW (1979). "Materiales y técnicas utilizadas en la fabricación de nanoestructuras". Revista de Ciencia y Tecnología del Vacío . 16 (2): 269–272. Código Bibliográfico :1979JVST...16..269M. doi :10.1116/1.569924.
  26. ^ Feder, R; Spiller, E; Topalian, J; Broers, AN; Gudat, W; Panessa, BJ; Zadunaisky, ZA; Sedat, J (1977). "Microscopía de rayos X de alta resolución". Science . 197 (4300): 259–60. Bibcode :1977Sci...197..259F. doi :10.1126/science.406670. PMID  406670.
  27. ^ Allee, DR; Broers, AN (1990). "Modelado directo a escala nanométrica de SiO2 con irradiación de haz de electrones a través de una capa de sacrificio". Applied Physics Letters . 57 (21): 2271. Bibcode :1990ApPhL..57.2271A. doi :10.1063/1.103909.
  28. ^ "Litografía por haz de electrones: límites de resolución", Broers, AN; Hoole ACN y Ryan JM; Microelectronic Engineering 32, págs. 131-142, 1996
  29. ^ Van Hove, M. (1993). "Comportamiento de escalado de transistores de alta movilidad electrónica AlGaAs/InGaAs dopados con delta con longitudes de compuerta de hasta 60 nm y espacios fuente-drenaje de hasta 230 nm". Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures . 11 (4): 1203–1208. Bibcode :1993JVSTB..11.1203V. doi :10.1116/1.586921.

Fuentes externas

  • Las conferencias Reith de 2005 fueron impartidas por Lord Broers
  • Entrevista a Lord Broers, Revista Ingenia, marzo de 2005
  • Perfil de Lord Broers
  • Lord Broers sobre el triunfo de la tecnología, marzo de 2005
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