ريتشارد إم. أوسجود الابن

كان ريتشارد ماجي أوسجود الابن (28 ديسمبر 1943 - 20 أكتوبر 2023) فيزيائيًا أمريكيًا متخصصًا في الفيزياء التطبيقية والفيزياء البحتة ( فيزياء المادة المكثفة والفيزياء الكيميائية للأسطح، وتكنولوجيا الليزر ، والبصريات النانوية ). شغل منصب أستاذ هيغينز للهندسة الكهربائية ^{[ 1 ]} والفيزياء التطبيقية ^{[ 2 ]} في جامعة كولومبيا .

وُلد ريتشارد ماجي أوسجود الابن في 28 ديسمبر 1943. ^{[ 3 ]} بدأ مسيرته العلمية عام 1966، بعد تخرجه من الأكاديمية العسكرية الأمريكية بدرجة البكالوريوس عام 1965. حصل على درجة الماجستير عام 1968 من جامعة ولاية أوهايو . وفي عام 1973، حصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . من عام 1973 إلى عام 1981، عمل ضمن الكادر العلمي لمختبر لينكولن التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . في عام 1981، عُيّن عضوًا في هيئة التدريس بجامعة كولومبيا، وفي عام 1988، رُقّي إلى منصب أستاذ هيغينز ^{[ 1 ]} في جامعة كولومبيا. من عام 1984 إلى عام 1990، شغل منصب المدير المشارك لمختبر كولومبيا للإشعاع ^{[ 4 ] [ 5 ]} ، وفي عام 1986 أسس مختبرات علوم الإلكترونيات الدقيقة (MSL) في جامعة كولومبيا، وشغل منصب مديرها حتى عام 1990. ^{[ 6 ]}

في عام ١٩٨٠، عمل في اللجنة المخصصة التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية لفصل النظائر بالليزر. ومن عام ١٩٨٤ إلى عام ٢٠٠١، عمل مستشارًا لقسمي الليزر والكيمياء في مختبر لوس ألاموس العلمي . ^{[ ٧ ]} ومن عام ١٩٨٥ إلى عام ٢٠٠٢، كان عضوًا في المجلس الاستشاري لوكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة ( مجلس أبحاث علوم الدفاع التابع لداربا ). ومن عام ٢٠٠٠ إلى عام ٢٠٠٢، شغل منصب المدير المساعد لمختبر بروكهافن الوطني (مديرية علوم الطاقة الأساسية) ^{[ ٨ ]} ، وفي عام ٢٠٠٢، تولى منصب المدير بالنيابة لمركز علوم النانو. وخلال هذه الفترة، وافقت وزارة الطاقة على إنشاء مركز المواد النانوية الوظيفية في بروكهافن، وتم تأسيس قسم علوم المواد . وكان عضوًا في المجلس الاستشاري لعلوم الطاقة الأساسية التابع لوزارة الطاقة في منتصف ثمانينيات القرن الماضي.

كان أوسغود متزوجًا من أليس (ني دايسون) وله ثلاثة أبناء: ريتشارد إم. الثالث، وهو فيزيائي، وناثانيال دي.، وهو عالم حاسوب، وجينيفر سميستاد، وهي محامية. كما كان لديه ستة أحفاد. توفي ريتشارد إم. أوسغود الابن في 20 أكتوبر 2023، عن عمر يناهز 79 عامًا. ^{[ 9 ]}

ينقسم بحثه إلى مجالين رئيسيين: 1. دراسات فيزياء المادة المكثفة والكيمياء السطحية؛ 2. الفيزياء الضوئية والأجهزة. ولذلك، فقد شمل بحثه دراسات معمقة في الدراسات الأساسية في فيزياء وكيمياء الأسطح المُثارة والمُستكشفة ضوئيًا، وفي تطوير ليزرات جديدة تعمل بالأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية، والفيزياء الضوئية، وتطبيقات الليزر في معالجة المواد.

أبرز نتائج أبحاثه الرئيسية هي كما يلي.

قام، بالتعاون مع ويليام إيبرز، بتطوير أول ليزر ثاني أكسيد الكربون عالي الطاقة ^{[ 10 ] [ 11 ]} ( ليزر غازي ذو شلال كمي )، بالإضافة إلى ليزرات أخرى تعمل بالأشعة تحت الحمراء، بما في ذلك أول ليزر عالي الطاقة بطول موجي 16 ميكرومتر لفصل النظائر . وفي عام 1979، طور مع دانيال إيرليخ وبيتر مولتون ليزرًا صلبًا يعمل بالأشعة فوق البنفسجية ، ثم ليزرًا صلبًا يُضخ ضوئيًا بأقصر طول موجي. ^{[ 12 ]} 

أجرى أوسغود، بالتعاون مع علي جافان ، أول رصد مباشر لانتقال وتبادل الطاقة الاهتزازية في هاليدات الهيدروجين . ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]} وفي وقت لاحق، أجرى أول رصد مباشر (مع ستيفن برويك) لتدفق طاقة الاهتزاز في الجزيئات داخل السوائل المبردة. ^{[ 16 ] [ 17 ]} ومن النتائج البارزة لهذا العمل رصد العمر الطويل للغاية (60 ثانية) لجزيء النيتروجين (N2 ) ^{[ 18 ]} في حالته المبردة.

في أواخر سبعينيات القرن العشرين، قام هو، بالتعاون مع توماس ف. دويتش ودانيال ج. إيرليخ ، ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} بإثبات إمكانية المعالجة الكيميائية لأسطح المواد الإلكترونية على مستوى دون الميكرومتر. ^{[ 23 ]} وقد أظهرت هذه التجارب ترسيب المعادن، وحفر أشباه الموصلات، وتطعيمها . إحدى هذه الطرق، وهي حفر السيليكون المحفز بالليزر ^{[ 19 ]} بدقة ميكرومترية باستخدام ليزر أيون الأرجون ، الذي يسخن السطح ويحفز التفاعلات الكيميائية في جو من غاز الكلور أو غاز كلوريد الهيدروجين ، ^{[ 19 ]} تم تسويقها لاحقًا من قبل شركة Revise، وهي شركة أمريكية لمعدات أشباه الموصلات أسسها دانيال إيرليخ وكينيث نيل. كما طور هو وزملاؤه تقنيات لإنتاج أغشية معدنية رقيقة محددة مكانيًا باستخدام التفكك الضوئي المحفز بالليزر . ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}

أدى عمله على استخدام الكيمياء الدقيقة بالليزر (وفي نفس الحالات النانوية) لمعالجة المواد الإلكترونية إلى بحثه الذي يدرس الفيزياء والكيمياء الأساسية للكيمياء الدقيقة بالليزر، بما في ذلك طبيعة التفكك الضوئي في الأغشية الممتصة، ^{[ 24 ] [ 25 ]} ودور البلازمونات السطحية في الكيمياء الضوئية السطحية ، ^{[ 26 ] [ 27 ]} ودور كيمياء أزواج الإلكترون-الفجوة والتفاعلات السطحية ^{[ 24 ] [ 28 ]} في توجيه الأنواع السطحية.

بين عامي 1998 و2014، قام هو وميغيل ليفي بتطوير طرق "الرفع" القائمة على الأيونات للأغشية الرقيقة أحادية البلورة، على سبيل المثال، زرع أيونات الهيليوم لتوليد (تقطيع الأيونات البلورية) تقطيع أغشية أكسيد المعادن (الجارنيت ^{[ 25 ] [ 29 ]} والمواد الكهروإجهادية). وقد ثبت أن أغشية الجارنيت الرقيقة هذه مفيدة للعوازل البصرية .

في عام 2001، قام هو ومايك ستيل بتطوير ألياف بلورية ضوئية جديدة (ألياف بلورية ضوئية، PCF) ذات شكل تجويف بيضاوي للأنابيب ^{[ 30 ] [ 31 ]} وميزات مثل الانكسار المزدوج العالي مع تشغيل أحادي الوضع مستقر (انزياح صفري).

في عام ٢٠٠٢، كان رائدًا في تطوير أسلاك الفوتونيات السيليكونية على السيليكون على عازل، وذلك لتطوير أجهزة خطية بصرية جديدة مدمجة، سلبية ونشطة. ^{[ ٣٢ ]} ويصف هذا المرجع عمله في مجال الفوتونيات السيليكونية غير الخطية مع طلابه وجيري داداب ونيكولاي بانويو. وقد أجرى فريقه الدراسات الأولية للفوتونيات النانوية السلكية السيليكونية الخطية وغير الخطية، بما في ذلك في عام ٢٠٠١ تضخيم رامان ( مضخم بصري ) بتقنية السيليكون على العازل (SOI) ، أي أسلاك السيليكون على طبقة عازلة، بأبعاد دون الميكرون. ^{[ ٣٣ ]} إضافةً إلى ذلك، طور مفتاحًا حراريًا بصريًا سيليكونيًا عالي السرعة، وأثبت مزج أربع موجات مضخّم بالديود في الموجهات الموجية. ^{[ ٣٤ ]} وفي أعمال لاحقة، قام، بالتعاون مع طلابه وزملائه في مختبر IBM Watson، بإثبات أول مذبذب بصري بارامتري عالي الكسب باستخدام موجه موجي سلكي سيليكوني مضخّم ضوئيًا. ^{[ 35 ]} يعمل هذا الجهاز فوق عتبة امتصاص الفوتونين ، وبالتالي لم يتأثر بآلية الفقد غير الخطي هذه.

أدى بحثه في الموجهات السلكية المصنوعة من السيليكون ، بالإضافة إلى عمله السابق على أجهزة الموجهات من النوع III-V، إلى بذل جهد كبير لتطوير أداة تصميم بصريات متكاملة أكثر فعالية كانت متاحة على نطاق واسع في ذلك الوقت. ^{[ 36 ] [ 37 ]} وقد أدى العمل في مجال المحاكاة البصرية الحاسوبية إلى تأسيس شركة RSoft على يد روبرت سكارموزينو، وهي شركة رائدة في مجال المحاكاة البصرية المتكاملة.

في عام 2005، قام هو، إلى جانب ستيف برويك، ونيكولاي بانويو، وإس. تشانغ، و دبليو. فان، بإثبات وجود مواد فائقة ذات معامل انكسار سالب من خلال أول رصد للأشعة تحت الحمراء القريبة. ^{[ 38 ] [ 39 ]} .

أدى بحثه في تفاعلات الضوء مع الأسطح وطبقات البلورات إلى سلسلة من التجارب المهمة التي أوضحت دور ثنائيات الأقطاب السطحية في توجيه الجزيئات لتفتيت ضوئي وإلكتروني غير متناحٍ، وأهمية التغطية في التحكم بآلية تفتيت الجزيئات المرتبطة بالسطح في وجود إضاءة فوق بنفسجية، وأخيرًا (كما ذُكر سابقًا) دور بلازمونات السطح في تعزيز وتحديد مواقع التفاعلات الضوئية السطحية. إضافةً إلى ذلك، كان لبحثه باستخدام انبعاث ضوئي ثنائي الفوتون مع ليزرات فوق بنفسجية نابضة دورٌ أساسي في الدراسات المبكرة لحالات الصورة على أسطح معدنية أحادية البلورة متجاورة. ^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]} ومؤخرًا، وبالتعاون مع كيفن نوكس، ووينكان جين، وبو-تشون يه، ونادر زاكي، وجيري داداب، استخدم انبعاثًا ضوئيًا فوق بنفسجيًا مركزًا بدقة عالية، قائمًا على نظام SPE-LEEM، لإجراء أولى دراسات الانبعاث الضوئي على عينات مفردة من الجرافين المقشر وثنائي كالوزيد المعادن الانتقالية ، وتأثير تموج السطح وعدد الطبقات على البنية الإلكترونية للعينة. ^{[ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}

اعتبارًا من 11 نوفمبر 2015، تم الاستشهاد بمنشورات أوسجود 13696 مرة، ويبلغ مؤشر هيرش الخاص به 65. ^{[ 47 ]}

أثناء وجوده في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، حصل على زمالة ما قبل الدكتوراه من مؤسسة هيرتز . ^{[ 48 ]} وفي عام 1989، حصل على زمالة جون سيمون غوغنهايم ^{[ 49 ]} لإجراء دراسات في تفاعلات الضوء مع الأسطح.

في عام 1969، حصل على جائزة صموئيل بوركا ^{[ 50 ]} من مختبر إلكترونيات الطيران الأمريكي ^{[ 51 ]} ، وجائزة آر دبليو وود لعام 1991 ^{[ 52 ]} . وكان زميلًا في الجمعية البصرية ^{[ 53 ]} ، ومعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ^{[ 54 ]} ، والجمعية الفيزيائية الأمريكية ^{[ 55 ]} .

في الفترة من 1991 إلى 1993 كان محاضرًا متميزًا متجولًا في الجمعية الفيزيائية الأمريكية، وفي الفترة من 1986 إلى 1987 كان محاضرًا متميزًا متجولًا في مؤتمر IEEE CLEO، وكان متحدثًا رئيسيًا في OITDA (الجمعية اليابانية لتطوير صناعة وتكنولوجيا الإلكترونيات الضوئية).

في الفترة من 1981 إلى 1988 كان محررًا مشاركًا في مجلة IEEE للإلكترونيات الكمية وكان عضوًا في المجلس الاستشاري التحريري لسلسلة Springer في علوم المواد.

• موقع إلكتروني من تصميم ريتشارد إم. أوسجود