Harry Atwater

Harry Albert Atwater Jr. ^{[ 1 ]} es un físico y científico de materiales estadounidense y es la Cátedra de Liderazgo Otis Booth de la división de ingeniería y ciencias aplicadas en el Instituto Tecnológico de California . Actualmente es Profesor Howard Hughes de Física Aplicada y Ciencia de Materiales y director de la Liquid Sunlight Alliance (LiSA), un programa del Departamento de Energía para combustibles solares. ^{[ 2 ]}   El esfuerzo científico de Atwater se centra en las interacciones nanofotónicas luz-materia y la conversión de energía solar . Su investigación actual en energía se centra en la fotovoltaica de alta eficiencia , la captura y eliminación de carbono y los procesos fotoelectroquímicos para la generación de combustibles solares. ^{[ 3 ]} Su investigación ha dado como resultado récords mundiales en conversión fotovoltaica solar y división fotoelectroquímica del agua. Su trabajo también abarca fenómenos nanofotónicos fundamentales, en plasmónica y materiales 2D, y también aplicaciones que incluyen metasuperficies activas y propulsión óptica.

De 2014 a 2020, Atwater fue director del Centro Conjunto para la Fotosíntesis Artificial (JCAP), el Centro de Innovación Energética del Departamento de Energía de EE . UU . para combustibles solares. Atwater fue uno de los pioneros en nanofotónica y plasmónica; acuñó el término plasmónica en 2001. Es miembro de la Academia Nacional de Ingeniería de EE. UU. e investigador altamente citado en Web of Science . También es fundador de cinco empresas emergentes, entre ellas Captura, que desarrolla métodos escalables para la eliminación de dióxido de carbono del agua de mar, y Alta Devices, que estableció récords mundiales de eficiencia en células y módulos fotovoltaicos. Es miembro de la SPIE, así como de la APS, la MRS, Optica y la Academia Nacional de Inventores . Además, es el editor jefe fundador de la revista ACS Photonics y presidente del Comité LightSail del programa Breakthrough Starshot. ^{[ 4 ]} Ha recibido numerosos premios, entre ellos el Premio Von Hippel 2021 de la Sociedad de Investigación de Materiales .

Atwater recibió su SB (1981), SM (1983) y Ph.D. (1987) en ingeniería eléctrica del Instituto Tecnológico de Massachusetts . Se desempeña como director del Centro de Investigación de Fronteras Energéticas del DOE sobre Interacciones Luz-Material en la Conversión de Energía Solar y fue nombrado director del Instituto Resnick para la Ciencia, la Energía y la Sostenibilidad, el programa de investigación dotado más grande de Caltech enfocado en energía. Atwater es fundador y asesor técnico principal de Alta Devices, una empresa respaldada por capital de riesgo en Santa Clara, California, que desarrolla una tecnología fotovoltaica transformadora de alta eficiencia y bajo costo, y de Aonex Corporation, una empresa de materiales semiconductores compuestos. También ha sido miembro del consejo editorial de Surface Review y Letters. El profesor Atwater ha servido activamente a la comunidad de materiales en diversas funciones, incluyendo Presidente de la Reunión de la Sociedad de Investigación de Materiales (1997), ^{[ 5 ]} Presidente de la Sociedad de Investigación de Materiales (2000), ^{[ 6 ]} Presidente de la División de Materiales y Procesamiento Electrónicos de AVS (1999) y junta directiva de las Conferencias de Investigación Gordon. En 2008, presidió la Conferencia Gordon de Investigación sobre Plasmónica. Desde 2014, es editor jefe de la revista ACS Photonics , publicada por la Sociedad Química Estadounidense . ^{[ 4 ]} En 2015, Atwater fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ingeniería por sus contribuciones a la plasmónica.

Los intereses de investigación de Atwater se centran en dos temas interrelacionados: la energía fotovoltaica y solar , y la plasmónica y los metamateriales ópticos . Atwater y su grupo llevan más de 20 años trabajando en la investigación fotovoltaica. Juntos, han creado nuevos dispositivos fotovoltaicos, como la célula solar de matriz de alambre de silicio y métodos de fabricación por transferencia de capas para células de semiconductores III-V y multijunción , además de realizar avances en estructuras absorbentes de luz plasmónica para películas delgadas de silicio y compuestos III-V. Los desarrollos de su grupo de investigación en los campos solar y plasmónico han aparecido en Scientific American y en artículos de investigación publicados en revistas como Science , Nature Materials , Nature Photonics y Advanced Materials .

Recientemente, su investigación se ha ampliado para incluir el estudio de la fotosíntesis artificial con el fin de diseñar un dispositivo fotoelectroquímico (PEC) totalmente integrado para la producción de combustibles renovables. Además, el grupo de Atwater investiga actualmente las características distintivas del grafeno en relación con la plasmónica, la cual puede ajustarse. Mediante el diseño de nanorresonadores Fabry-Perot (pequeñas estructuras ópticas que consisten en dos espejos o reflectores paralelos separados por un espacio a nanoescala) sobre una lámina de grafeno dopada y modelada, el grupo de Atwater busca observar una resonancia plasmónica que varía según el tamaño del resonador.

Atwater es miembro de la Academia Nacional de Ingeniería ^{[ 2 ]} y miembro de la MRS. ^{[ 7 ]} Ha sido honrado con premios que incluyen:

• Premio Von Hippel de la Sociedad de Investigación de Materiales 2021;
• Premio ENI 2021 a la energía renovable y no convencional;
• Profesora Kavli de Nanociencia en 2010;
• Premio Revelación de Popular Mechanics, 2010;
• Beca Joop Los otorgada por la Sociedad Holandesa para la Investigación Fundamental de la Materia en 2005;
• Premio de la Fundación AT&T, 1990;
• Premio Presidencial de la NSF para Jóvenes Investigadores, 1989;
• Premio IBM al Desarrollo Docente, 1989-1990;
• Miembro de la Sociedad Física de Bohemia, 1990;
• Beca postdoctoral de IBM, 1987.

• Muy bien, Michael J.; Jasrasaria, Dipti; Hanchard, Mathilde M.; Needell, David R.; Phelan, Megan E.; Weinberg, Daniel; McDowell, Brinn E.; Hsiao, Haw-Wen; Akbari, Hamidreza; Kottwitz, Mateo; Potter, Maggie M.; Wong, Joeson; Zuo, Jian-Min; Atwater, Harry A.; Rabani, Eran (5 de mayo de 2022). " Papel de la estructura atómica en la dinámica de excitones y la fotoluminiscencia en puntos cuánticos emisores NIR InAs/InP/ZnSe ". La Revista de Química Física C. 126 (17): 7576–7587. doi :10.1021/acs.jpcc.2c01499. ISSN  1932-7447 ^{[ 8 ]}
• Sullivan, Ian; Goryachev, Andrey; Digdaya, Ibadillah A.; Li, Xueqian; Atwater, Harry A.; Vermaas, David A.; Xiang, Chengxiang (noviembre de 2021). " Acoplamiento de la conversión electroquímica de CO2 con la captura de CO2 ". Nature Catalysis . 4 (11): 952–958. doi : 10.1038/s41929-021-00699-7. ISSN  2520-1158 ^{[ 9 ]}
• Digdaya, Ibadillah A.; Sullivan, Ian; Lin, Meng; Han, Lihao; Cheng, Wen-Hui; Atwater, Harry A.; Xiang, Chengxiang (4 de septiembre de 2020). « Un sistema electroquímico de acoplamiento directo para la captura y conversión de CO2 del agua de mar ». Nature Communications . 11 (1): 4412. doi : 10.1038/s41467-020-18232-y. ISSN  2041-1723
• Ilic, Ognjen; Atwater, Harry A. (2019–04). « Levitación y propulsión fotónica autoestabilizadora de objetos macroscópicos nanoestructurados ». Nature Photonics . 13 (4): 289–295. doi : 10.1038/s41566-019-0373-y. ISSN  1749-4893
• R. Shaner, Matthew; A. Atwater, Harry; S. Lewis, Nathan; W. McFarland, Eric (2016). " Análisis tecnoeconómico comparativo de la producción de hidrógeno renovable mediante energía solar ". Energy & Environmental Science . 9 (7): 2354–2371. doi : 10.1039/C5EE02573G ^{[ 10 ]}
• Callahan, Dennis M.; Munday, Jeremy N.; Atwater, Harry A. (11 de enero de 2012). " Captura de luz en células solares más allá del límite de la óptica geométrica ". Nano Letters . 12 (1): 214–218. doi : 10.1021/nl203351k. ISSN  1530-6984 ^{[ 11 ]}
• Yokogawa, Sozo; Burgos, Stanley P.; Atwater, Harry A. (2012-08-08). " Filtros de color plasmónicos para aplicaciones de sensores de imagen CMOS ". Nano Letters . 12 (8): 4349–4354. doi : 10.1021/nl302110z. ISSN  1530-6984. ^{[ 12 ]}
• Aydin, Koray; Ferry, Vivian E.; Briggs, Ryan M.; Atwater, Harry A. (2011). " Absorción de luz resonante de banda ancha independiente de la polarización mediante superabsorbentes plasmónicos ultrafinos ". Nature Communications . 2 (1): 517. ^{[ 13 ]}
• Boltasseva, A. ; Atwater, HA (2011). "Metamateriales plasmónicos de baja pérdida". Science . 331 (6015): 290– 291. Bibcode : 2011Sci...331..290B . doi : 10.1126/science.1198258 . ISSN 0036-8075 . PMID 21252335 . S2CID 206530073 .   
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• Ferry, Vivian E.; Munday, Jeremy N.; Atwater, Harry A. (16 de noviembre de 2010). " Consideraciones de diseño para células fotovoltaicas plasmónicas ". Advanced Materials . 22 (43): 4794–4808. doi : 10.1002/adma.201000488 ^{[ 14 ]}
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• Ferry, Vivian E.; Sweatlock, Luke A.; Pacifici, Domenico; Atwater, Harry A. (10 de diciembre de 2008). " Diseño de nanoestructuras plasmónicas para un acoplamiento eficiente de la luz en células solares ". Nano Letters . 8 (12): 4391–4397. doi : 10.1021/nl8022548. ISSN  1530-6984. ^{[ 17 ]}
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• Walters, Robert J.; Bourianoff, George I.; Atwater, Harry A. (2005). "Electroluminiscencia de efecto de campo en nanocristales de silicio". Nature Materials . 4 (2): 143– 146. Bibcode : 2005NatMa...4..143W . CiteSeerX 10.1.1.422.8799 . doi : 10.1038/nmat1307 . ISSN 1476-1122 . PMID 15665836 . S2CID 42069839 .    
• Maier, Stefan A.; Kik, Pieter G.; Atwater, Harry A.; Meltzer, Sheffer; Harel, Elad; Koel, Bruce E.; Requicha, Ari AG (2003). "Detección local del transporte de energía electromagnética por debajo del límite de difracción en guías de onda plasmónicas de nanopartículas metálicas". Nature Materials . 2 (4): 229– 232. Bibcode : 2003NatMa...2..229M . doi : 10.1038/nmat852 . ISSN 1476-1122 . PMID 12690394 . S2CID 680268 .   

• Perfil de Atwater en Caltech
• Sitio web del Grupo de Investigación Atwater
• Interacciones luz-materia en la conversión de energía Centro de Investigación de Fronteras Energéticas
• Instituto Resnick
• Página principal del premio ENI. Archivada el 13 de marzo de 2012 en Wayback Machine.
• Harry A. Atwater: Presentación plenaria en SPIE Photonics West: Metafotónica cuántica y sintonizable