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Articulo de referencia

Vladimir Shalaev

[https://www.osa.org/en-us/awards_and_grants/awards/award_description/maxborn/ 2010 Optical Society of America Max Born Award] \n\nWillis E. Lamb Award for Laser Science and Qua...

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Vladimir (Vlad) M. Shalaev es Profesor Distinguido de Ingeniería Eléctrica e Informática [ 15 ] y Director Científico de Nanofotónica en el Centro de Nanotecnología Birck, [ 16 ] Universidad de Purdue .

Educación y carrera

V. Shalaev obtuvo una Maestría en Ciencias en física (summa com laude) en 1979 de la Universidad Estatal de Krasnoyarsk ( Rusia ) y un Doctorado en física y matemáticas en 1983 de la misma universidad. A lo largo de su carrera, Shalaev recibió varios premios por su investigación en los campos de la nanofotónica y los metamateriales , y es miembro de varias sociedades profesionales (véase la sección Premios, honores y membresías más abajo). El Prof. Shalaev (con un índice h de 132, a enero de 2026, y 77 000 citas en total, según Google Scholar [ 17 ] ) tiene cerca de 1000 publicaciones en el campo de la ciencia y la tecnología, incluyendo 1 monografía y 2 libros en coautoría, 4 libros editados o coeditados, 30 capítulos de libros por invitación y 50 patentes estadounidenses. [ 18 ] Está clasificado en el puesto n.° 29 en electrónica e ingeniería eléctrica entre los investigadores de EE. UU. y en el puesto n.° 50 a nivel mundial, según el sitio web Research.com. [ 19 ] El profesor Shalaev está clasificado en el puesto n.° 22 en la categoría de "óptica" de entre ~ 80 000 entradas en la lista de Stanford del 2 % superior de los científicos más citados del mundo (a lo largo de su carrera). [ 20 ] También es reconocido como Investigador Altamente Citado (en física) por el Grupo Web of Science durante ocho años consecutivos, de 2017 a 2024. [ 21 ]

Investigación

Vladimir M. Shalaev es reconocido por sus estudios pioneros sobre óptica lineal y no lineal de compuestos nanofotónicos aleatorios , que contribuyeron a dar forma al área de investigación de los medios ópticos compuestos. [ 2 ] También contribuyó al surgimiento de un nuevo campo de materiales artificiales diseñados: los metamateriales ópticos. [ 1 ] [ 2 ] Actualmente, estudia nuevos fenómenos resultantes de la fusión de metamateriales y plasmónica con nanofotónica cuántica. [ 22 ]

metamateriales ópticos

Los metamateriales ópticos (MM) son materiales nanoestructurados compuestos diseñados racionalmente que exhiben propiedades electromagnéticas únicas drásticamente diferentes de las propiedades de sus componentes materiales constituyentes. Los metamateriales ofrecen una notable adaptabilidad de su respuesta electromagnética a través de la forma, el tamaño, la composición y la morfología de sus bloques de construcción a nanoescala, a veces llamados "metaátomos". [ 23 ] Shalaev propuso y demostró el primer MM óptico que exhibe un índice de refracción negativo y las nanoestructuras que muestran magnetismo artificial en todo el espectro visible. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] ( Aquí y en adelante, solo se citan artículos seleccionados y representativos de Shalaev; para obtener una lista completa de las publicaciones de Shalaev, visite su sitio web. [ 28 ] ) Hizo importantes contribuciones a los metamateriales activos, no lineales y sintonizables, que permiten nuevas formas de controlar la luz y acceder a nuevos regímenes de interacciones mejoradas luz-materia. [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] Shalaev también realizó experimentalmente MM de índice de refracción negativo donde se utiliza un medio de ganancia óptica para compensar la absorción de luz (pérdida óptica). [ 31 ] Hizo contribuciones significativas a la llamada Óptica de Transformación , [ 33 ] específicamente en concentradores ópticos y " capas de invisibilidad ". [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] En colaboración con Noginov, Shalaev demostró el nanoláser más pequeño, de 40 nm, que opera en el rango espectral visible. [ 38 ] [ 39 ] Shalaev también hizo contribuciones seminales a los metamateriales planos bidimensionales – metasuperficies [ 40 ] – que introducen cambios abruptos en la fase de la luz en una sola interfaz a través del acoplamiento a antenas ópticas a nanoescala. [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] Logró una lente plana extremadamente compacta, [ 43 ] un holograma ultrafino [ 44 ] y un tamaño récord.espectrómetro de dicroísmo circular [ 45 ] compatible con circuitos ópticos planares. Los diseños MM desarrollados por Shalaev se emplean ahora ampliamente para la investigación en imágenes ópticas sublongitudinales, láseres a nanoescala y sensores novedosos. [ 40 ] [ 46 ]

El trabajo de Shalaev tuvo un fuerte impacto en todo el campo de los metamateriales. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Tres de los artículos de Shalaev — Refs. [ 24 ] , [ 25 ] y [ 34 ] — permanecen entre los 50 más citados de entre más de 750 000 artículos incluidos en la categoría ÓPTICA de ISI Web of Science desde 2005 (a enero de 2021). [ 47 ]

compuestos aleatorios

Shalaev realizó contribuciones pioneras al área de medios ópticos aleatorios, incluyendo compuestos fractales y de percolación. [ 2 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] Predijo los modos ópticos altamente localizados —'puntos calientes'— para fractales y películas percolantes que posteriormente fueron demostrados experimentalmente por Shalaev en colaboración con los grupos de Moskovits y Boccara. [ 54 ] [ 55 ] Además, mostró que los puntos calientes en compuestos aleatorios fractales y de percolación están relacionados con la localización de plasmones de superficie. [ 48 ] − [ 58 ] Estos modos de plasmón de superficie localizados en sistemas aleatorios a veces se denominan "puntos calientes" de Shalaev: véase, por ejemplo, [ 59 ] Esta investigación sobre compuestos aleatorios surgió de los primeros estudios sobre fractales realizados por Shalaev en colaboración con MI Stockman; [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ] se elaboró ​​una teoría de películas metal-dieléctricas aleatorias en colaboración con AK Sarychev. [ 49 ] [ 51 ] [ 52 ] [ 56 ] Shalaev también desarrolló teorías fundamentales de dispersión Raman mejorada en superficie (SERS) y no linealidades ópticas fuertemente mejoradas en fractales y sistemas de percolación y dirigió estudios experimentales destinados a verificar las teorías desarrolladas. [ 48 ] − [ 58 ] [ 62 ] [ 66 ] [ 67 ] Shalaev también predijo que los fenómenos no lineales en sistemas aleatorios pueden mejorarse no solo debido a los altos campos locales en los puntos calientes sino también debido a la rápida variación espacial a nanoescala de estos campos en las proximidades de los puntos calientes, que sirve como fuente de momento adicional y, por lo tanto, permite transiciones electrónicas indirectas. [ 67 ]

Las contribuciones de Shalaev a la óptica y la plasmónica de medios aleatorios [ 48 ] − [ 58 ] ayudaron a transformar esos conceptos en el área de los metamateriales ópticos. [ 24 ] − [ 27 ] [ 29 ] − [ 38 ] Debido a la teoría y los enfoques experimentales desarrollados en el área de compuestos aleatorios, los metamateriales ópticos se han convertido rápidamente en un campo de investigación maduro sorprendentemente rico en nueva física. [ 26 ] [ 4 ] El impacto de Shalaev en el desarrollo de ambos campos radica en identificar la fuerte sinergia y la estrecha conexión entre estos dos campos fronterizos de la óptica que desbloquean un conjunto completamente nuevo de propiedades físicas. [ 4 ]

Nuevos materiales para nanofotónica y plasmónica

Los compuestos aleatorios y los metamateriales brindan una oportunidad única para adaptar sus propiedades ópticas a través de la forma, el tamaño y la composición de sus bloques de construcción a nanoescala, que a menudo requieren metales para confinar la luz hasta la escala nanométrica a través de la excitación de plasmones de superficie. [ 48 ] [ 32 ] Para permitir aplicaciones prácticas de la plasmónica, Shalaev en colaboración con A. Boltasseva [ 68 ] desarrolló nuevos materiales plasmónicos, a saber, nitruros de metales de transición y óxidos conductores transparentes (TCO), allanando el camino a dispositivos plasmónicos y nanofotónicos duraderos, de baja pérdida y compatibles con CMOS. [ 69 ] [ 70 ] [ 71 ] [ 72 ] [ 73 ] [ 74 ] [ 75 ] Las cerámicas plasmónicas propuestas que operan a altas temperaturas pueden ofrecer soluciones para tecnologías de conversión de energía, fotocatálisis y almacenamiento de datos altamente eficientes [ 71 ] − . [ 75 ] En colaboración con el grupo Faccio, [ 76 ] Shalaev demostró respuestas no lineales ultrarrápidas y fuertemente mejoradas en TCO que poseen un índice de refracción lineal extremadamente bajo (cercano a cero), el llamado régimen de épsilon cercano a cero. [ 77 ] [ 78 ] [ 79 ] [ 80 ] [ 81 ] De forma independiente, el grupo Boyd obtuvo resultados igualmente notables en un material TCO, [ 82 ] demostrando que los TCO de bajo índice son prometedores para la óptica no lineal novedosa.

Investigación temprana

El trabajo de doctorado de Shalaev (supervisado por el Prof. AK Popov) y sus primeras investigaciones involucraron el análisis teórico de la interacción resonante de la radiación láser con medios gaseosos, en particular i) procesos multifotónicos sin efecto Doppler en campos ópticos fuertes y sus aplicaciones en óptica no lineal [ 83 ], espectroscopia [ 84 ] y física láser [ 85 ] , así como ii) el fenómeno (recién descubierto entonces) de la deriva de gases inducida por la luz. [ 86 ] [ 87 ]

Premios, distinciones, membresías

  • Miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias [ 8 ]
  • Miembro de la Academia Nacional de Ingeniería (NAE) [ 9 ]
  • Reconocido como Investigador Altamente Citado por el Grupo Web of Science en 2017-2024 [ 88 ]
  • Clasificado en el puesto n.° 22 en la categoría de “óptica” de entre ~80.000 en la lista de Stanford del 2 % de los científicos más citados del mundo (a lo largo de su carrera) [ 20 ]
  • Clasificado en el puesto n.° 29 en electrónica e ingeniería eléctrica entre los investigadores de EE. UU. y en el puesto n.° 50 a nivel mundial, según Research.com [ 19 ].
  • El Premio Frank Isakson 2020 a los Efectos Ópticos en Sólidos [ 7 ]
  • Premio Max Born de la Sociedad Óptica de América , 2010 [ 1 ]
  • El Premio Willis E. Lamb de Ciencia Láser y Óptica Cuántica , 2010 [ 2 ]
  • Premio William Streifer de la Sociedad de Fotónica del IEEE al Logro Científico, 2015 [ 3 ]
  • Medalla Rolf Landauer de la Asociación Internacional ETOPIM (Propiedades Eléctricas, de Transporte y Ópticas de Medios Inhomogéneos), 2015 [ 4 ]
  • El Premio de Nanotecnología 2012 de la UNESCO [ 5 ]
  • El premio Goodman Book Award 2014 de OSA y SPIE [ 6 ]
  • Doctorado Honoris Causa por la Universidad del Sur de Dinamarca , 2015
  • Ganador del premio Top 50 Nano Technology Award 2006 por “Material de nanobarras”.
  • El Premio McCoy 2009, el máximo galardón de la Universidad de Purdue por logros científicos.
  • Miembro de la Sociedad de Investigación de Materiales (MRS), [ 14 ] desde 2015
  • Miembro del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE), [ 11 ] desde 2010
  • Miembro de la Sociedad Estadounidense de Física (APS), [ 13 ] desde 2002
  • Miembro de la Sociedad Óptica de América (OSA), [ 10 ] desde 2003
  • Miembro de la Sociedad Internacional de Ingeniería Óptica (SPIE), [ 12 ] desde 2005
  • Copresidente general de las conferencias CLEO/QELS en 2011 y copresidente del programa en 2009.
  • Presidente del Grupo Técnico de la OSA “Metamateriales Fotónicos”, 2004 - 2010
  • Editor de reseñas para la revista Science
  • Coeditor de Applied Physics B - Lasers and Optics, 2006 - 2013
  • Editor temático de la revista Journal of Optical Society of America B , 2005–2011
  • Miembro del consejo editorial de la revista Nanophotonics desde 2012.
  • Miembro del Consejo Asesor Editorial de Laser and Photonics Reviews desde 2008.

Publicaciones

El Prof. Shalaev fue coautor de tres [ 26 ] [ 50 ] [ 52 ] y coeditor de cuatro [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ] [ 92 ] libros en su área de especialización científica. Según el sitio web de Shalaev, [ 93 ] a lo largo de su carrera contribuyó con 30 capítulos por invitación a diversas antologías científicas y publicó varios artículos de revisión por invitación, más de 800 publicaciones en total. Realizó más de 500 presentaciones por invitación en conferencias internacionales y centros de investigación líderes, incluyendo varias charlas plenarias y magistrales. [ 94 ] [ 95 ]

Familia

Cónyuge: Alexandra Boltasseva

Referencias

  1. 1 2 3 4 Premio Max Born de la Sociedad Óptica de América 2010
  2. 1 2 3 4 5 6 Premio Willis E. Lamb 2010 de Ciencia Láser y Óptica Cuántica
  3. 1 2 3 "Premio William Streifer a la Trayectoria Científica de la Sociedad de Fotónica del IEEE 2015" . Archivado del original el 3 de agosto de 2018. Consultado el 16 de marzo de 2018 .
  4. ^ 2015 Medalla de la Asociación Internacional ETOPIM Rolf Landauer
  5. 1 2 2012 Medalla UNESCO al Desarrollo de las Nanociencias y las Nanotecnologías
  6. 1 2 2014 Premio Joseph W. Goodman de Escritura de Libros
  7. 1 2 2020 Premio Frank Isakson a los Efectos Ópticos en Sólidos
  8. 1 2 Nuevos miembros de la Academia elegidos en 2025
  9. 1 2 La Academia Nacional de Ingeniería elige a 128 miembros y 22 miembros internacionales.
  10. 1 2 2003 Becarios de la OSA
  11. 1 2 Directorio de Miembros Honorarios del IEEE
  12. 1 2 Lista completa de miembros de SPIE
  13. 1 2 Archivo de becarios de la APS
  14. 1 2 Lista de becarios de la MRS
  15. ↑ Personas, Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática, Universidad de Purdue
  16. ↑ Profesorado del Centro de Nanotecnología Birck
  17. ↑ Índice h y citas de Shalaev, Google Académico
  18. ↑ Lista de publicaciones de V. Shalaev
  19. 1 2 Clasificación de científicos de Research.com - Electrónica e ingeniería eléctrica
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  26. 1 2 3 W. Cai, VM Shalaev, Metamateriales ópticos: fundamentos y aplicaciones , Springer-Verlag, Nueva York (2010)
  27. 1 2 W. Cai, Reino Unido Chettiar, H.-K. Yuan, VC de Silva, AV Kildishev, VP Drachev y VM Shalaev, Metamagnéticos con colores del arco iris , Optics Express, v. 15, págs. 3333–3341 (2007)
  28. ↑ Prof. V. Shalaev, Universidad de Purdue, Ingeniería Eléctrica e Informática
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