アレック・ブロアーズ、バロン・ブロアーズ

右名誉ある
ブロアーズ卿
FRS医学科学フランス語工学
ケンブリッジ大学副総長
在任期間：1996～2003年
首相エディンバラ公爵
先行デイヴィッド・グリンドゥール チューダー・ウィリアムズ
後継者アリソン・リチャード
貴族院議員
世俗の主
終身貴族2004年6月21日～2021年12月17日
個人情報
生まれる (1938-09-17) 1938年9月17日
カルカッタ、イギリス領
母校ジーロング・グラマー・スクール、メルボルン大学、ケンブリッジ大学
ケンブリッジ大学チャーチル・カレッジ第4代学長
在任期間：1990～1996年
先行サー・ヘルマン・ボンディ
後継者ジョン・ボイド卿

アレック・ナイジェル・ブロアーズ男爵（Alec Nigel Broers, Baron Broers、1938年9月17日生まれ）はイギリスの電気技師である。[ 1 ] [ 2 ]

1994 年、ブロアーズは電子ビームリソグラフィーと顕微鏡検査への貢献、および微細加工におけるリーダーシップにより、 米国工学アカデミーの国際会員に選出されました。

教育と幼少期

ブロアーズはインドのカルカッタで生まれ、ジーロング・グラマー・スクール、オーストラリアのメルボルン大学、イギリスのケンブリッジ大学ゴンヴィル・アンド・キーズ・カレッジで教育を受けた。

キャリア

その後、ブロアーズは米国IBMの研究開発研究所で19年間勤務し、1984年にケンブリッジに戻り、電気工学教授（1984～1996年）およびケンブリッジ大学トリニティ・カレッジ研究員（1985～1990年）に就任しました。彼はナノテクノロジーの先駆者です。

ブロアーズはその後、ケンブリッジ大学チャーチル・カレッジの学長（1990–1996年）、ケンブリッジ大学工学部長（1993–196年）を歴任した。1996年から2003年まではケンブリッジ大学副総長を務めた。1997年、スコットランド技術者・造船協会のマクミラン記念講演に招かれ、「創造的技術者の役割と教育」という演題を選んだ。[ 3 ] 1998年にナイトの称号を授与され、2004年にはケンブリッジシャー州ケンブリッジのブロアーズ男爵としてクロスベンチ終身貴族に叙せられた。 [ 4 ]ブロアーズ卿は2004年から2007年まで貴族院の科学技術委員会の委員長を務め、2001年から2006年までは王立工学アカデミーの会長を務めた。

2008 年 9 月、ブロアーズ卿は、サー・デイビッド・クックシーの後任として、 45 年にわたり英国最大の新科学施設 であるダイヤモンド ライト ソースの取締役会長に就任しました。

賞と栄誉

ブロアーズ卿は、大学、カレッジ、学術機関、専門機関から20を超える名誉学位とフェローシップを授与されています。米国工学アカデミー、中国工程院、オーストラリア技術科学工学アカデミー、アメリカ哲学協会の外国人会員です。[ 5 ] 1985年に王立工学アカデミー[ 7 ]のフェロー[ 6 ]に選出されました。1986年には王立協会会員に選出されました。1982年にアメリカ物理学会より物理学の産業応用賞、1985年にIEEEのクレド・ブルネッティ賞、2001年に王立工学アカデミーよりフィリップ王子メダルを授与されました。

経歴概要

研究

ブロアーズは1961年、ケンブリッジ大学工学部でチャールズ・オートリー教授、後にウィリアム・C・ニクソン博士と共に研究キャリアをスタートさせ、走査型電子顕微鏡（SEM）を用いてイオンエッチングを受ける表面のその場観察を行いました。彼が使用した顕微鏡は元々オートリー教授が製作したもので、その後ギャリー・スチュワート教授によって改造され、試料表面にイオンを集束させるイオン源も追加されました。オートリー教授の教え子でもあったギャリー・スチュワート氏は、その後ケンブリッジ・インストゥルメンツ社に移り、世界初の商用SEMであるステレオスキャンの設計と製造を監督しました。ブロアーズは博士課程在学中、SEMを改造し、元の静電レンズの代わりに磁気最終レンズを取り付けることで顕微鏡の解像度を約10nmまで向上させました。イオンエッチングされた表面を観察後、顕微鏡の電子ビームを用いて初めてパターンを描画し、[ 10 ]その後、イオンエッチングを用いてこれらのパターンを40nmという微細な金、タングステン、シリコン構造に転写しました。これらは、マイクロエレクトロニクス回路に適した材料を用いた最初の人工ナノ構造であり、今後数十年にわたって実現することになる電子回路の極限の小型化の可能性を切り開きました。

ケンブリッジ大学卒業後、ブロアーズ卿は米国IBMで約20年間、研究開発に携わりました。ニューヨークのトーマス・J・ワトソン研究所で16年間、その後イースト・フィッシュキル開発研究所で3年間、そして最後にIBM本社で勤務しました。トーマス・J・ワトソン研究所での最初の任務は、当時電子顕微鏡で使用されていたタングステン線フィラメントに代わる長寿命の電子エミッターの開発でした。IBMは写真フィルムへの書き込みに電子ビームを用いた世界初の10億ビット・コンピュータ・ストアを構築しており、タングステン線フィラメントの寿命が比較的短いことは許容できませんでした。この問題を解決するため、彼はLaB 6エミッターを用いた最初の実用的な電子銃を開発しました。[ 11 ] [ 12 ]これらのエミッターは寿命の問題を解決しただけでなく、タングステンフィラメントよりも高い電子輝度を提供し、1960年代後半から1970年代前半にかけて、彼はこれを利用して表面を検査するための2台の新しいSEMを製作し、以前のSEMよりも高い解像度（二次電子表面モードで3 nm）を実現しました。[ 13 ]その後、ビームサイズが0.5 nmの短焦​​点機器を製作しました。[ 14 ]彼は2台目のSEMを使用して透過モードで薄いサンプルを検査し、サンプルの表面から散乱した高エネルギー電子を使用して固体サンプルを調べました。この電子は、SEMでの使用を提案したオリバー・C・ウェルズによって「低損失電子」と呼ばれていました。当初、この高解像度低損失モードは、ニューヨーク大学[ 15 ]やニュージャージー州退役軍人局病院[ 16 ]の研究者との共同研究でバクテリオファージや血液細胞の検査に使用されましたが、彼の研究の大半は、シリコンチップの製造で一般的になりつつあったリソグラフィー技術を用いて物体を刻むツールとして顕微鏡を使用することに費やされました。彼と同僚のマイケル・ハツザキスは、この新しい電子ビームリソグラフィーを使用して、ミクロン寸法の最初のシリコントランジスタを作成しました。[ 17 ]そしてサブミクロン寸法は、当時使用されていた寸法よりもはるかに小さな電子デバイスの寸法を縮小できることを示しました。

「IBM研究所で研究をしていた時は素晴らしい時間でした」と彼は回想する。「趣味が仕事になったようなものです」。部屋いっぱいに電子機器が置かれ、新しいものを作り、テストすることに喜びを感じていたことを彼は覚えている。世界有数の「電子機器の実験室」の一つであるIBMで、彼は約16年間研究に携わり、顕微鏡や小型部品製造用の装置を開発した。1977年、彼は誰もが羨むIBMフェローに任命された。当時、IBMの4万人のエンジニアと科学者のうち、わずか40人ほどしか与えられなかった栄誉だ。この栄誉により、彼は自分の望む研究の道を自由に進むことができ、当時「マイクロファブリケーション」と呼ばれていたものの限界に挑戦し続けた。その後10年間、彼は電子ビームリソグラフィーの究極の解像度を測定する一連の慎重な実験を実施し[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]、最高解像度の方法を使用して電子デバイスを製造しました。

解像度を制限する有害な影響の 1 つは、サンプルの大部分から後方散乱した電子による曇り効果でした。これを避けるため、 Broers と Sedgwick はインクジェット プリンターのヘッドの製造に使用される技術を使用して薄い膜基板を発明しました。[ 21 ]この膜は後方散乱した電子を効果的に除去できるほど薄かったです。これらの膜基板により、寸法が 10 nm 未満の最初の金属構造を製造およびテストできるようになりました。[ 22 ]これらの寸法は 1 ナノメートル単位で測定されるようになったため、Broers と彼の同僚は、これらのナノ構造とそれを作成するために使用される技術を、それまで一般的な用語であった接頭辞「マイクロ」ではなく、ナノファブリケーション[ 23 ] [ 24 ]と呼ぶことにしました。これらの膜サンプルは、何年も後に MEM (微小電気機械) デバイスや、生物医学的用途の「カンチレバー」にも応用されました。X 線リソグラフィーの初期の実験[ 25 ]でも同様の膜が使用されました。

ケンブリッジに戻ると、ブロアーズ卿はIBMで発見した斬新な製造方法[ 26 ] [ 27 ]を開発することで、微細化技術を原子スケールまで拡張するナノファブリケーション研究所を設立した。彼は400kV透過型電子顕微鏡（JEOL 4000EX）を改造し、走査モードで動作させ、最小ビームサイズを約0.3nmにまで低減した。彼はこのシステムを用いて、ベルギーのルーヴェンにあるIMECマイクロエレクトロニクス研究所の研究者と共同で、史上最小かつ最高速の電界効果トランジスタをいくつか開発した。[ 28 ]

彼は、2024年に発行された「Advances in Imaging and Electron Physics」第231巻で、ナノリソグラフィーと電子顕微鏡に関する研究について述べています。[ 29 ]

参考文献

  1. ^ Voss, RF; Laibowitz, RB; Broers, AN (1980). 「ニオブナノブリッジDC SQUID」 .応用物理学論文集. 37 (7): 656. Bibcode : 1980ApPhL..37..656V . doi : 10.1063/1.92026 .
  2. ^ Broers, AN (1981). 「リソグラフィーシステムの解像度、オーバーレイ、フィールドサイズ」. IEEE Transactions on Electron Devices . 28 (11): 1268– 1278. Bibcode : 1981ITED...28.1268B . doi : 10.1109/T-ED.1981.20599 . S2CID 47505859 . 
  3. ^ 「ヒュー・ミラー・マクミラン」マクミラン記念講演会。スコットランド技術者・造船協会。2018年10月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年1月29日閲覧。
  4. ^ロンドン・ガゼット。第57337号
  5. ^ 「APS会員履歴」 . search.amphilsoc.org . 2021年7月8日閲覧。
  6. ^ “フェロー一覧” . 2016年6月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年10月13日閲覧。
  7. ^ “フェロー一覧” . 2016年6月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年10月13日閲覧。
  8. ^ 「2003年度名誉フェロー アレック・ブロアーズ教授」機械学会2011年10月16日閲覧。
  9. ^ “Alec N. Broers” . 2021年5月27日閲覧。
  10. ^ Broers, AN (1965). 「マイクロエレクトロニクスにおける電子ビームとイオンビームの複合プロセス」.マイクロエレクトロニクス信頼性. 4 (1): 103– 104. Bibcode : 1965MiRe....4..103B . doi : 10.1016/0026-2714(65)90267-2 .
  11. ^ Broers, AN (1967). 「長寿命六ホウ化ランタンカソードを用いた電子銃」. Journal of Applied Physics . 38 (4): 1991– 1992. Bibcode : 1967JAP....38.1991B . doi : 10.1063/1.1709807 .
  12. ^ Broers, AN (1969). 「ランタンヘキサボライドロッドカソード電子銃の実験的および推定特性」. Journal of Physics E: Scientific Instruments . 2 (3): 273– 276. Bibcode : 1969JPhE....2..273B . doi : 10.1088/0022-3735/2/3/310 .
  13. ^ Broers, AN (1969). 「新型高解像度反射走査型電子顕微鏡」. Review of Scientific Instruments . 40 (8): 1040–5 . Bibcode : 1969RScI...40.1040B . doi : 10.1063/1.1684146 . PMID 5797882 . 
  14. ^ Broers, AN (1973). 「高解像度熱イオン陰極走査透過型電子顕微鏡」.応用物理学レターズ. 22 (11): 610– 612. Bibcode : 1973ApPhL..22..610B . doi : 10.1063/1.1654527 .
  15. ^ Broers, AN; Panessa, BJ; Gennaro Jr, JF (1975). 「バクテリオファージ3CおよびT4の高解像度走査型電子顕微鏡法」. Science . 189 (4203): 637–9 . Bibcode : 1975Sci...189..637B . doi : 10.1126/science.125922 . PMID 125922 . 
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  17. ^「高解像度電子ビーム製造」、AN Broers & M. Hatzakis、 Proc. National Electronics Conference、National Electronics Conference, Inc.、p. 826–829、1969年、最優秀会議論文に選出
  18. ^ Broers, AN; Harper, JME; Molzen, WW (1978). 「PMMA電子レジストを用いた250Å線幅」.応用物理学論文集. 33 (5): 392. Bibcode : 1978ApPhL..33..392B . doi : 10.1063/1.90387 .
  19. ^「電子ビーム露光におけるPMMAレジストの解像度限界」、第9回電子・イオンビーム科学技術国際会議、R. Bakish編、Electrochemical Soc.、プリンストン、ニュージャージー州、p. 396–406、1980年、およびJ. Electrochem. Soc.、128、p. 166–170、1980年
  20. ^ Broers, AN (1988). 「電子ビームリソグラフィーの解像度限界」. IBM Journal of Research and Development . 32 (4): 502– 513. doi : 10.1147/rd.324.0502 .
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  22. ^ Broers, AN; Molzen, WW; Cuomo, JJ; Wittels, ND (1976). 「電子ビームによる80Å金属構造の作製」. Applied Physics Letters . 29 (9): 596. Bibcode : 1976ApPhL..29..596B . doi : 10.1063/1.89155 .
  23. ^「Nb ナノ構造におけるジョセフソン効果」、RB Laibowitz、AN Broers、JT Yeh、JM Viggiano、W. Molzen、 Applied Physics Letters、35、p. 891 ～ 893 年、1979 年
  24. ^ Molzen, WW (1979). 「ナノ構造製造に使用される材料と技術」. Journal of Vacuum Science and Technology . 16 (2): 269– 272. Bibcode : 1979JVST...16..269M . doi : 10.1116/1.569924 .
  25. ^ Feder, R; Spiller, E; Topalian, J; Broers, AN; Gudat, W; Panessa, BJ; Zadunaisky, ZA; Sedat, J (1977). 「高解像度ソフトX線顕微鏡」. Science . 197 (4300): 259–60 . Bibcode : 1977Sci...197..259F . doi : 10.1126/science.406670 . PMID 406670 . 
  26. ^ Allee, DR; Broers, AN (1990). 「犠牲層を介した電子ビーム照射によるSiO2の直接ナノメートルスケールパターン形成」.応用物理学論文集. 57 (21): 2271. Bibcode : 1990ApPhL..57.2271A . doi : 10.1063/1.103909 .
  27. ^「電子ビームリソグラフィー - 解像度の限界」、Broers, AN; Hoole ACNおよびRyan JM; Microelectronic Engineering 32, pp. 131–142, 1996
  28. ^ Van Hove, M. (1993). 「ゲート長60nm以下、ソース・ドレイン間ギャップ230nm以下のデルタドープAlGaAs/InGaAs高電子移動度トランジスタのスケーリング挙動」Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures . 11 (4): 1203– 1208. Bibcode : 1993JVSTB..11.1203V . doi : 10.1116/1.586921 .
  29. ^ Martin HytchとPeter W Hawkes (2024). 「電子ビームによるナノリソグラフィーと表面顕微鏡法、Lord Broers」. 『イメージングと電子物理学の進歩』231ページ. エルゼビア、アカデミックプレス.

外部ソース

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