ستيفان دبليو. كوخ

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

ستيفان دبليو كوخ (23 مايو 1953 في فرانكفورت - 12 سبتمبر 2022 في فرونهاوزن [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ) فيزيائي نظري ألماني. شغل منصب أستاذ في جامعة ماربورغ ، واختصت أبحاثه بنظرية المادة المكثفة ، وتأثيرات الأجسام المتعددة ، ونظرية الليزر . اشتهر بإسهاماته الرائدة في الخصائص البصرية والإلكترونية لأشباه الموصلات ، والبصريات الكمومية لأشباه الموصلات ، وتصميمات ليزر أشباه الموصلات . ركز جزء كبير من أبحاثه على فيزياء الكم وإمكانات تطبيق الهياكل النانوية لأشباه الموصلات . إلى جانب اكتسابه رؤى أساسية في نظرية الكم للأجسام المتعددة، أتاح عمله إمكانيات جديدة للتطوير، على سبيل المثال، تكنولوجيا الليزر، بالاعتماد على محاكاة حاسوبية دقيقة . كان هدفه هو تضمين جميع تأثيرات الأجسام المتعددة ذات الصلة بشكل متسق ذاتيًا، وذلك للتخلص من التقريبات الظاهرية التي تُضعف القدرة على التنبؤ بالتأثيرات وتصميمات الأجهزة الكمومية.

سيرة

درس ستيفان دبليو كوخ الفيزياء في جامعة فرانكفورت ، [ 4 ] وحصل على درجة الدكتوراه عام 1979 عن نظرية تكوين قطرات الإلكترون - فجوة في أشباه الموصلات المثارة بشدة [ 5 ] تحت إشراف هارتموت هاوغ. [ 6 ] خلال الفترة 1981-1983، عمل كباحث ما بعد الدكتوراه وعالم زائر في مركز أبحاث آي بي إم في سان خوسيه ، كاليفورنيا، وحصل على التأهيل العلمي عام 1983 عن ديناميكيات انتقالات الطور من الدرجة الأولى في حالتي التوازن وعدم التوازن ، [ 7 ] من قسم الفيزياء النظرية بجامعة فرانكفورت. وواصل أبحاثه النشطة في كل من ألمانيا والولايات المتحدة بدعم من منح دراسية من مؤسسة إف. تيسن وبرنامج هايزنبرغ التابع لجمعية الأبحاث الألمانية (DFG ). في عام 1986، أصبح أستاذاً في قسم الفيزياء ومركز العلوم البصرية بجامعة أريزونا في توسان ، أريزونا ، وفي عام 1989، شغل منصب أستاذ كرسي هناك. وفي عام 1993، شغل منصب أستاذ كرسي الفيزياء النظرية في جامعة ماربورغ ، حيث يعمل منذ ذلك الحين. [ 8 ] تربط ستيفان دبليو كوخ علاقات وثيقة للغاية بالجهود البحثية في مركز العلوم البصرية بجامعة أريزونا، حيث يعمل أستاذاً مساعداً ومتعاوناً نشطاً منذ عام 1994. [ 8 ]

المواضيع البحثية الرئيسية

عمل ستيفان دبليو. كوخ على مواضيع متعددة في مجال بصريات أشباه الموصلات. قبل عام ١٩٨٨، كان الوصف المتطور لبصريات أشباه الموصلات والليزر يعتمد بشكل أساسي على معادلات معدل التفاعل المبسطة ، والتي لا تستطيع وصف الحركية الكمومية غير المتوازنة للإلكترونات والفجوات المقترنة كولومياً (الفراغات الإلكترونية في نطاق التكافؤ ). ولتجاوز هذا النهج، كان كوخ أحد أبرز المساهمين في تطوير معادلات بلوخ لأشباه الموصلات (المختصرة بـ SBEs). [ ٩ ] [ ١٠ ] ومنذ ذلك الإنجاز، تم توسيع نطاق معادلات بلوخ لأشباه الموصلات لتشمل بشكل منهجي تأثيرات جديدة متعددة الأجسام، مثل فقدان التماسك الناتج عن الإثارة، [ ١١ ] [ ١٢ ] والتأثيرات غير الماركوڤية ، وإثارة أشباه الموصلات باستخدام مجالات تيراهيرتز (المختصرة بـ THz). [ 13 ] لا يزال البحث في SBEs نشطًا للغاية، وتعتبر SBEs النهج الأكثر تطورًا ونجاحًا لوصف الخصائص البصرية لأشباه الموصلات الناشئة عن التفاعل الكلاسيكي بين الضوء والمادة.

خلال أواخر ثمانينيات القرن الماضي، بدأت أنظمة النقاط الكمومية تحظى باهتمام بحثي كبير على مستوى العالم نظرًا لخصائصها المثيرة للاهتمام في الحصر الكمومي . وقد برهن هو وزملاؤه [ 14 ] على منهجية تفاعل التكوين وتطبيقها على الخصائص البصرية لأشباه الموصلات ذات الحصر الكمومي القوي. ويُستخدم هذا النهج على نطاق واسع لتفسير الخصائص البصرية الكمومية لأنظمة النقاط الكمومية.

تركز العديد من مشاريعه الجارية على المشكلات الناشئة في مجال البصريات الكمومية لأشباه الموصلات الحديثة ، والتجاويف الدقيقة ، ونظرية الليزر . [ 15 ] في هذا المجال، ركز ستيفان دبليو كوخ وزملاؤه على شرح كيفية وصف الخصائص الكمومية للضوء فيما يتعلق بأشباه الموصلات. تكمن حداثة هذا البحث وصعوبته في تحديد خصائص الأجسام المتعددة والخصائص البصرية الكمومية والتحكم بها في آنٍ واحد. ظهرت الخطوة الأولى في هذا الاتجاه في شكل معادلات تألق أشباه الموصلات [ 16 ] (المختصرة بـ SLEs)؛ تصف هذه المعادلات الفيزياء الكمومية حيث تبدأ التقلبات الكمومية للضوء انبعاث ضوء غير متماسك من إعادة التركيب التلقائي لأزواج الإلكترون-فجوة المقترنة كولوم . لا تقتصر أهمية معادلات تشتت الضوء الكمومي (SLEs) على كونها معيارًا لوصف انبعاث الضوء الكمومي في أشباه الموصلات، بل إنها تُعدّ مثالية أيضًا لنمذجة مصادر الضوء الكمومي والمرشحات القائمة على تكنولوجيا أشباه الموصلات. وتشمل امتدادات معادلات تشتت الضوء الكمومي (SLEs) التألق الرنيني وتأثيرات ارتباط الفوتونات من الرتب العليا، وهي تُشكّل الأساس لتوسيع نطاق مطيافية البصريات الكمومية .

يعمل هو وزملاؤه على تطوير نظرية منهجية لوصف إثارة المواد الصلبة باستخدام حقول تيراهيرتز. عادةً ما تكون إثارات الليزر رنانة مع انتقالات النطاقات، وليس مع فرق الطاقة بين عدة حالات متعددة الأجسام ذات صلة، والتي تتطابق فعليًا مع طاقة فوتون تيراهيرتز. لذلك، يوفر التحليل الطيفي بالتيراهيرتز طريقة جديدة لدراسة الأنظمة متعددة الأجسام، على سبيل المثال، من خلال الكشف المباشر عن حالات محددة متعددة الأجسام [ 17 ] أو من خلال التحكم في ديناميكياتها الكمومية . يبدو هذا التوجه البحثي واعدًا للغاية في الوقت الحالي نظرًا للتقدم السريع الذي تشهده تقنية تيراهيرتز في إنتاج مصادر وليزر تيراهيرتز عالية الجودة، وكثيفة، و/أو أحادية الدورة، لأغراض التحليل الطيفي.

لطالما حظيت ابتكارات ستيفان دبليو كوخ باهتمام واسع النطاق داخل مجتمع البحث؛ وقد تم الاستشهاد بأوراقه البحثية أكثر من 15000 مرة حتى الآن (2013).

الجوائز

حصل ستيفان دبليو كوخ على العديد من الجوائز لإنجازاته في مجال بصريات أشباه الموصلات. ومن أبرزها، بفضل عمله على الأسس النظرية لتفاعل الضوء والمادة في مواد أشباه الموصلات، حصوله على جائزة لايبنتز من جمعية الأبحاث الألمانية عام 1997 وجائزة ماكس بلانك البحثية من مؤسسة ألكسندر فون هومبولت وجمعية ماكس بلانك عام 1999.

الكتب

شارك ستيفان دبليو. كوخ في تأليف ثمانية كتب دراسية كان لها أثر كبير في وضع أسس متينة لفهم بصريات أشباه الموصلات وبصريات الكم لأشباه الموصلات . وتشمل أحدث أعماله ما يلي:

  • كيرا، ماكيلو (2012). البصريات الكمومية لأشباه الموصلات . كامبريدج، المملكة المتحدة: نيويورك: مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0-521-87509-7. OCLC 774110559 . موقع هذا الكتاب الإلكتروني (sqobook.org)
  • هاوغ، هارتموت (2009). النظرية الكمية للخواص البصرية والإلكترونية لأشباه الموصلات . سنغافورة، هاكنساك، نيوجيرسي: وورلد ساينتيفيك. ISBN 978-981-283-884-1. OCLC 297811039 . 
  • ماير، تورستن (2007). البصريات المتماسكة لأشباه الموصلات: من المفاهيم الأساسية إلى تطبيقات البنية النانوية . برلين - نيويورك: سبرينغر. ISBN 978-3-540-32555-0. OCLC 105375611 . 

مراجع

  1. ^ "Wir trauern um ستيفان دبليو كوخ" . Fachbereich Physik der Universität Marburg . 4 أكتوبر 2022 . تم الاسترجاع في 5 أكتوبر 2022 .
  2. ^ أدا بومنر، رولف بيندر، سانجام تشاترجي، وينج تشاو، هارالد جيسن، يورج هادر، هارتموت هوج، مارتن هوفمان، فرانك جانكي، ماكيلو كيرا، أندرياس كنور، مارتن كوخ، ماركوس ليندبرج، تورستن ماير، جيروم ف. مولوني، هانز كريستيان شنايدر، أنجيلا ترنهاردت، بيتر توماس، تينكي تحذير: نحروف على ستيفان دبليو كوخ. في: مجلة الفيزياء 21 (2022)، العدد. 11، ص 47.
  3. ^ مينشن، فيرستوربين. في: مجلة الفيزياء 21 (2022)، العدد. 11، ص 45.
  4. ^ "ستيفان دبليو كوخ" . آي إي إي إكسبلور . 30 نوفمبر 2021 . تم الاسترجاع في 16 ديسمبر 2021 .
  5. ^ كوخ، جنوب غرب (1979). Zur Theorie der Elektron-Loch-Tropfennukleation في صارخ الغضب egten Halbleitrn (دكتوراه). يوهان فولفجانج جوته-جامعة فرانكفورت أم ماين (ألمانيا).
  6. ↑ "السيرة الذاتية - ستيفان كوخ - www.internal-interfaces.de" . www.internal-interfaces.de - SFB1083 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 ديسمبر 2021 .
  7. ^ كوخ، جنوب غرب (1983). Zur Dynamik von Gleichgewichts- und Nichtgleichgewichtsphasenübergängen erster Ordnung (أطروحة التأهيل). يوهان فولفجانج جوته-جامعة فرانكفورت أم ماين (ألمانيا).
  8. 1 2 "ليبنسلاوف - AG Theoretische Halbleiterphysik - السكرتارية: ر. شميد" . جامعة فيليبس ماربورغ (باللغة الألمانية). 18 فبراير 2010 . تم الاسترجاع في 16 ديسمبر 2021 .
  9. ↑ ليندبرغ، م.؛ كوخ، س. و. (15 أغسطس 1988). "معادلات بلوخ الفعّالة لأشباه الموصلات". مجلة Physical Review B. 38 ( 5). الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS): 3342-3350 . Bibcode : 1988PhRvB..38.3342L . doi : 10.1103/physrevb.38.3342 . ISSN 0163-1829 . PMID 9946675 .  
  10. ↑ هاوغ، هارتموت؛ كوخ، ستيفان دبليو (2009). النظرية الكمية للخواص البصرية والإلكترونية لأشباه الموصلات . وورلد ساينتيفيك. doi : 10.1142/7184 . ISBN 978-981-283-883-4.
  11. ↑ كيرا، ماكيلو؛ كوخ، ستيفان دبليو. (2009). البصريات الكمية لأشباه الموصلات . كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. doi : 10.1017/cbo9781139016926 . ISBN 978-1-139-01692-6.
  12. ↑ وانغ، هايلين؛ فيريو، كايل؛ ستيل، دنكان جي؛ هو، واي زد؛ بيندر، آر؛ كوخ، إس دبليو (23 أغسطس 1993). "الاستجابة البصرية غير الخطية العابرة الناتجة عن فقدان التماسك الناجم عن الإثارة في زرنيخيد الغاليوم". رسائل المراجعة الفيزيائية . 71 (8). الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS): 1261-1264 . رمز Bibcode : 1993PhRvL..71.1261W . doi : 10.1103/physrevlett.71.1261 . ISSN 0031-9007 . PMID 10055491 .  
  13. ↑ كوخ، إس دبليو؛ كيرا، إم؛ خيتروفا، جي؛ جيبس، إتش إم (2006). "إكسيتونات أشباه الموصلات في ضوء جديد". مجلة نيتشر ماتيريالز . 5 (7). سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا ​​ذ.م.م: 523-531 . رمز Bibcode : 2006NatMa...5..523K . doi : 10.1038/nmat1658 . ISSN 1476-1122 . PMID 16819475. S2CID 6313330 .   
  14. ↑ هو، واي زد؛ ليندبرغ، إم؛ كوخ، إس دبليو (15 يوليو 1990). "نظرية النقاط الكمومية لأشباه الموصلات الجوهرية المثارة ضوئيًا". مجلة Physical Review B. 42 ( 3). الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS): 1713-1723 . Bibcode : 1990PhRvB..42.1713H . doi : 10.1103/physrevb.42.1713 . ISSN 0163-1829 . PMID 9995602 .  
  15. ↑ خيتروفا، ج.؛ جيبس، هـ.م.؛ كيرا، م.؛ كوخ، س.و.؛ شيرر، أ. (2006). "انقسام رابي الفراغي في أشباه الموصلات". مجلة نيتشر فيزيكس . 2 (2). سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا ​​ذ.م.م.: 81-90 . رمز Bibcode : 2006NatPh...2...81K . doi : 10.1038/nphys227 . ISSN 1745-2473 . S2CID 120835659 .  
  16. ↑ كيرا، م.؛ جانكه، ف.؛ كوخ، س. و.؛ بيرغر، ج. د.؛ ويك، د. ف.؛ نيلسون، ت. ر.؛ خيتروفا، ج.؛ غيبس، هـ. م. (22 ديسمبر 1997). "النظرية الكمية لتألق تجويف أشباه الموصلات غير الخطي: تفسير تجارب "بوسر". رسائل المراجعة الفيزيائية . 79 (25). الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS): 5170-5173 . رمز Bibcode : 1997PhRvL..79.5170K . doi : 10.1103/physrevlett.79.5170 . ISSN 0031-9007 . 
  17. ↑ كيرا، م.؛ هوير، و.؛ ستروكن، ت.؛ كوخ، س. و. (3 أكتوبر 2001). "تكوين الإكسيتون في أشباه الموصلات وتأثير البيئة الفوتونية". رسائل المراجعة الفيزيائية . 87 (17) 176401. الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS). رمز Bibcode : 2001PhRvL..87q6401K . doi : 10.1103/physrevlett.87.176401 . ISSN 0031-9007 . PMID 11690287 .