Эллен Д. Уильямс (ученый) - Википедия - Ellen D. Williams (scientist)

Об актрисе см. Эллен Динало Уильямс.
Эллен Уильямс
Профессор Эллен Уильямс ForMemRS.jpg
Эллен Уильямс в Королевское общество день приема в Лондоне в 2016 году
Родившийся
Эллен Д. Уильямс

(1953-12-05) 5 декабря 1953 г. (67 лет)
Работодатель
Альма-матер
НаградыЧлен Национальной Академии Наук (2005)
Иностранный член Королевского общества (2016)
Научная карьера
ТезисИсследования химической адсорбции с помощью дифракции электронов низких энергий  (1982)
ДокторантУильям Генри Вайнберг
Интернет сайтwww.alumni.caltech.edu/ выдающиеся выпускники/2016/5/27/ ellen-d-williams-phd-82-химия

Эллен Д. Уильямс (родилась 5 декабря 1953 года в Ошкоше, штат Висконсин) - американский ученый, наиболее известный своими исследованиями в области свойств поверхности и нанотехнологий, а также своим участием в технических вопросах национальной безопасности в качестве главного научного сотрудника BP, а также на государственную службу в качестве директора ARPA-E.[1]

ранняя жизнь и образование

Рожден в Ошкош, Висконсин, Уильямс вырос в пригороде Детройт, Мичиган.,.[2][3] Она приняла участие Университет штата Мичиган и получил ее Бакалавр степень по химии в 1976 году. Калифорнийский технологический институт, где она приняла ее кандидат наук в области химии в 1981 году за исследования, проводимые Уильямом Генри Вайнбергом.[4]

Карьера

Уильямс учился в докторантуре Университет Мэриленда с 1981 по 1983 год под руководством Р.Л. Парка. Затем был повышен до доцента кафедры физики и астрономии, входящей в состав Колледж компьютерных, математических и естественных наук Мэрилендского университета В 1987 году она стала адъюнкт-профессором, а в 1991 году - профессором физики и Института физических наук и технологий. Основываясь на своей фундаментальной работе по морфологии твердых поверхностей, в 1991 году она основала Группу исследований материалов Университета Мэриленда и возглавила ее в 1996 г. она была расширена, чтобы стать Центром исследования материалов и инженерии. Она была его директором с 1996 по 2009 г. В 2000 г. она была названа заслуженным профессором университета.[4] Она была избрана членом Американской академии искусств и наук в 2003 году.[5] и в Национальную академию наук в 2005 году.[2] С 2009 по 2011 год она занимала пост председателя комитета НАН по техническим вопросам, касающимся Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний.

В 2010 году Уильямс взял отпуск в UMD, чтобы стать главным научным сотрудником в BP, должность, которую она занимала до апреля 2014 года. Затем, будучи назначенным президентом Барак Обама в ноябре 2013 г. стать директором ARPA-E и ожидая утверждения Сенатом, она стала старшим советником в офисе Министр энергетики. Она была утверждена 8 декабря 2014 года и впоследствии присягнула в ARPA-E.[6] Она занимала должность директора ARPA-E до конца правления Обамы в январе 2017 года, а затем возобновила свою работу в качестве заслуженного профессора Университета Мэриленда. В мае 2020 года Уильямс был назначен директором Междисциплинарный центр наук о Земле на Университет Мэриленда. Ее пятилетний срок на посту директора начнется в июле 2020 года.[7] Она входит в состав Международного научного консультативного комитета Австралии. Центр передового опыта ARC в области технологий будущей низкоэнергетической электроники.[8]

Академическое исследование

Исследования Уильямса в области экспериментальной науки о поверхности исследуют фундаментальные вопросы статистической механики, в частности, включая прикладные нанотехнологии. Ее исследовательская группа была пионером в применении методов прямого построения изображений структур атомарного масштаба на поверхности. Она работала в тесном сотрудничестве с теоретиками для разработки экспериментов для решения теоретических и концептуальных вопросов, важных для областей катализа, роста тонких пленок и наноэлектроники. Она опубликовала более 200 научных статей, которые цитировались более 8000 раз. Ее наиболее цитируемая работа включает как минимум четыре области фундаментальных исследований (см. Избранные публикации ниже); структурно-транспортные отношения в графене, морфология поверхности и ступенчатые флуктуации, электронные взаимодействия с поверхностными дефектами и взаимодействия адсорбата.

Технические вопросы национальной безопасности

Параллельно со своей академической карьерой Уильямс много работала, предоставляя технические консультации правительству США, в первую очередь через министерства энергетики и обороны. В результате ее опыта в 2009 году ее попросили провести исследование по вопросам проверки ядерных испытаний,[9] что было одной из проблем, упомянутых в решении Сената не ратифицировать договор в 1999 году.[10] рассматривает возможности проверки в США и Организации по всеобъемлющему запрещению ядерных испытаний (ОДВЗЯИ) и показывает, что возможности обнаружения значительно расширились за годы после решения США не ратифицировать его в 1999 году. В отчете современные возможности обнаружения рассматриваются в контексте различных типов угроз распространения, и, таким образом, предоставляет ценный контекст для лиц, принимающих решения. В отчете также подчеркивается важность сохранения и дальнейшего развития технических возможностей проверки как в США, так и в ОДВЗЯИ. Уильямс - заместитель председателя ДЖЕЙСОН, независимая группа ученых, консультирующая правительство США по ключевым вопросам науки и технологий.[11]

Главный научный сотрудник BP

В BP Уильямс работала в Group Technology, где отвечала за обеспечение технологических программ, а также за стратегические исследования и разработку программ. В начале своего пребывания в должности она создала первоначальную консультативную структуру для исследовательской инициативы BP в Мексиканском заливе.[12] В компании она выступала за более широкое внедрение передовых вычислительных подходов в молекулярной химии, гидродинамике, распределенном зондировании и анализе «больших данных». Она также вела стратегическую многоуниверситетскую исследовательскую программу по ограничению природных ресурсов в контексте энергетики (проблема устойчивости энергетики).[13] В дополнение к обширным исследовательским публикациям университета, которые стали результатом программы, команда ESC также создала три справочных буклета по вопросам энергоресурсов: «Справочник по материалам ESC»,[14] «Вода в энергетике», [15] и «Биомасса в энергетике».[16] Уильямс широко говорил о необходимости достижений в области науки и технологий для устойчивого обеспечения мира энергией.[17]

Департамент энергетики

До утверждения Сенатом ее роли в ARPA-E Уильямс работала старшим советником министра по политике, вопросам и планам передачи технологий DOE. Она основала новое Управление по переходу на технологии.[18] расширить экономическое влияние обширных исследований и разработок Департамента.

Уильямс присоединился к ARPA-E незадолго до своей шестой годовщины в качестве портфеля Агентства активных программ и программ развития технологий для выпускников.[19] формировали конвейер инноваций в энергетических технологиях, который варьируется от ранней стадии до более зрелой стадии технической готовности. В результате уникальной операционной модели ARPA-E, в которой проекты управляются как в соответствии с амбициозными техническими, так и коммерческими целями, все большее число зрелых проектов оказывались привлекательными для последующих инвесторов, имели продукты на полевых испытаниях или имели раннюю коммерческую реализацию. товары.[20][21] Во время своей работы в ARPA-E Уильямс сосредоточилась на оптимизации административных процессов ARPA-E для более эффективной поддержки инновационных команд, работающих в рамках финансирования ARPA-E, на усилении поддержки, оказываемой командам при подготовке их новых технологий к коммерческому внедрению, и на проведении тщательной оценки. практики. Под ее руководством Агентство подготовило первые две из запланированной ежегодной серии оценок воздействия, в которых представлены проблемы, технические достижения и пути к коммерческому воздействию для выбранных проектов ARPA-E.[22][23]

Награды и отличия

В 2016 году Уильямс был избран Иностранный член Королевского общества (ForMemRS) Лондона.[24] Другие награды включают:[4]

Избранные публикации

Уильямс является автором или соавтором множества экспертная оценка научный журнал статьи[1] включая:

Структурно-транспортные отношения в графене

Применяя экспериментальные подходы, разработанные в ходе ее карьеры, Уильямс работала с соавтором Майклом Фюрером, чтобы развить ключевое раннее понимание структурных флуктуаций и взаимодействий дефектов при определении свойств графена.

  • 2007 Маса Исигами, Дж. Х. Чен, В. Г. Каллен, М. С. Фюрер и Э. Д. Уильямс, «Атомная структура графена на SiO2, Nano Letters 7, 1643-8 Дои:10.1021 / nl070613a
  • 2008 J.H. Чен, Ч. Янг, М.С. Фюрер, Э. Уильямс и М. Исигами, Рассеяние заряженных примесей в графене, Nature Physics 4, 377-381.
  • 2009 Дж. Х. Чен, В. Г. Каллен, К. Янг, М. С. Фюрер и Э. Д. Уильямс, Рассеяние дефектов в графене, Physical Review Letters 102, 236805
  • 2011 Ж.-Х. Чен, Л. Ли, В. Г. Каллен, Э. Уильямс и М. Фюрер, Настраиваемый эффект Кондо в графене с дефектами, Nature Physics, 7, 535

Морфология поверхности и ступенчатые колебания

Исследовательская группа Уильямса обнаружила замечательную способность кремниевых поверхностей претерпевать обратимые изменения структуры в микронном масштабе и продемонстрировала, как такие изменения термодинамически определяются изменениями свободной энергии ступенек на поверхности. Последующая экспериментальная работа группы элегантно поместила наблюдения структур и колебаний ступеней в универсально применимый теоретический формализм.

  • 1987 Р.Дж. Фанёф и Э. Уильямс. «Поверхностное фазовое разделение вицинального кремния (111)», Phys. Rev. Lett. 58: 2563. Дои:10.1103 / PhysRevLett.58.2563
  • 1990 X.-S. Ван, Дж.Р. Голдберг, Н.С. Бартельт, Э.Д. Уильямс, Распределение ширины террас на вицинальном Si (111), Phys. Rev. Lett. 65: 2430-33. Дои:10.1103 / PhysRevLett.65.2430
  • 1991 E.D. Уильямс, Н.С. Бартельт, Термодинамика морфологии поверхности, Science 251, 393 (1991), Дои:10.1126 / science.251.4992.393
  • 1993 Н.С. Бартельт, Т.Л. Эйнштейн, Э. Уильямс, Дж. Дж. Метуа, Дж. К. Хейро, Дж. Л. Голдберг, Броуновское движение ступеней на вицинальном Si (111), Phys. Ред. B48, 15453.
  • 1991 Р.Дж. Phaneuf, N.C. Bartelt, E.D. Уильямс, У. Свич и Э. Бауэр. Исследование методом LEEM ориентационного разделения фаз на вицинальном Si (111), Phys. Rev. Lett. 21, 2986.
  • 1999 Х.-К. Чон и Э. Уильямс, «Шаги на поверхности: эксперимент и теория», Surface Sci. Отчет, 34; 171-294. (Обзорная статья)
  • 2001 K. Thuermer, J. Reutt-Robey, E.D. Уильямс, М. Уваха, А. Эмундтс и Х.П. Бонзель, “Динамика ступеней в релаксации формы трехмерного кристалла” Phys. Rev. Lett. 87: 186102-4. Дои:10.1103 / PhysRevLett.87.186102

Электронные взаимодействия с поверхностными дефектами

Группа Уильямса также исследовала взаимодействие поверхностных структур с электрическими полями и токами. Они продемонстрировали, как невероятно малая передача импульса из-за столкновения электрона с атомом может, тем не менее, вызвать перестройки микронного масштаба в материале вблизи поверхностей.

  • 1996 Ю. Н. Ян, Э. Фу и Э. Уильямс, Исследование наведенной током ступенчатой ​​группировки на Si с помощью СТМ (111), Surface Sci. 356, 101 111.
  • 1995 E.D. Уильямс, Э. Фу, Й. Н. Ян, Д. Кандел, Дж. Д. Уикс, Измерение коэффициента анизотропии во время индуцированной током ступенчатой ​​группировки, Surface Sci. 336, L746.
  • 2000 К.С. Ганпуле, В. Нагараджан, С.Б. Огале, А.Л. Ройтбурд, Э. Уильямс и Р. Рамеш, Зарождение доменов и кинетика релаксации в тонких сегнетоэлектрических пленках, Applied Physics Letters 77 3275-3277.
  • 2010 г. Тао, У.Г. Каллен и Э.Д. Уильямс, Визуализация силы рассеяния электронов в наноструктурах, Science 328, 736-740.

Адсорбат-взаимодействия

В своей дипломной работе Уильямс исследовал, как каталитически важные молекулы, такие как оксид углерода и водород, взаимодействуют с металлическими поверхностями. Она провела плодотворные наблюдения за тем, как такие молекулы организуются на поверхности и как молекулы (которые называются «адсорбатами», когда оказываются на поверхности) взаимодействуют друг с другом. Природа таких адсорбатов и их связь с образованием структур на поверхностях повлияли на всю последующую работу Уильямса.

  • 1978 г. Уильямс, С.Л. Каннингем и В.Х. Вайнберг, Определение энергий взаимодействия адатомов с адатомами: приложение к кислороду, хемосорбированному на поверхности вольфрама (110), J. Chem. Phys. 68, 4688.
  • 1979 г. Уильямс и У. Вайнберг, Геометрическая структура монооксида углерода, хемосорбированного на поверхности рутения (001) при низких температурах, Surface Sci. 82, 93
  • 1980 г. Уильямс, П. Тиль, W.H. Вайнберг, Дж. Йейтс мл., Сегрегация видов, поглощенных кобальтом: водород и оксид углерода на поверхности Rh (111), J. Chem. Phys. 72, 3496
  • 1994 Янг Я. Вильямс, Высокая атомная плотность в фазе происхождения "1x1" метастабильных реконструкций на Si (111), Phys Rev. Lett. 72, 1862 г.
  • 2005 Бо Сю, Ченган Тао, Уильям Г. Каллен, Дженис Э. Ройт-Роби и Эллен Д. Уильямс, Нарушение киральной симметрии в двумерных смешанных системах C60-ACA, Nano Letters 5, 2207-11.

Рекомендации

  1. ^ а б Эллен Д. Уильямс публикации, проиндексированные Scopus библиографическая база данных. (требуется подписка)
  2. ^ а б Ахмед, Фарук (2008). "Профиль Эллен Д. Уильямс". Труды Национальной академии наук. 105 (43): 16415–16417. Bibcode:2008ПНАС..10516415А. Дои:10.1073 / pnas.0809617105. ISSN  0027-8424. ЧВК  2575434. PMID  18946030.
  3. ^ Заявление Эллен Д. Уильямс перед комитетом Сената по энергетике и природным ресурсам (17 декабря 2013 г.)
  4. ^ а б c Университет Мэриленда, биографическая справка Эллен Д. Уильямс
  5. ^ Американская академия искусств и наук, новые члены, выпуск 2003 г.
  6. ^ Energy.gov, "Доктор Эллен Уильямс утверждена в качестве директора ARPA-E"
  7. ^ Робинсон, Эбби. «Заслуженный профессор университета Эллен Уильямс назначена директором Междисциплинарного центра наук о Земле UMD». Междисциплинарный центр наук о Земле. Междисциплинарный центр наук о Земле. Получено 20 мая 2020.
  8. ^ "Биография доктора Вильямса". Центр перспективных технологий низкоэнергетической электроники. Получено 9 ноября 2017.
  9. ^ «Оценка проверяемости Договора, интервью с Эллен Уильямс, директором Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики США - Энергетика», публикация CTBTO Spectrum Publication, выпуск 23, с. 13 (2015),
  10. ^ «Технические вопросы, касающиеся Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний», Национальный исследовательский совет, 2012 г.
  11. ^ «Джейсон - секретная группа научных консультантов времен холодной войны - борется за выживание в 21 веке.
  12. ^ История ГОМРИ.
  13. ^ Энергия и природные ресурсы.
  14. ^ Цепф В., Реллер А., Ренни К., Эшфилд М. и Симмонс Дж .: Материалы, имеющие решающее значение для энергетики. Введение. 2-е издание, BP (2014). .[ISBN отсутствует ]
  15. ^ Уильямс Э. Д. и Симмонс Дж. Э .: Вода в энергетической отрасли. Введение. BP (2013).[ISBN отсутствует ]
  16. ^ Дэвис С.С., Хэй В. и Пирс Дж. Биомасса в энергетической отрасли: введение, BP (2014).[ISBN отсутствует ]
  17. ^ «Взгляд ученого на исследования в области устойчивой энергетики, Эллен Уильямс, главный научный сотрудник, BP». Архивировано из оригинал в 2015-09-19. Получено 2016-06-30.
  18. ^ Министерство энергетики объявляет об открытии нового офиса по переходу на технологии.
  19. ^ ARPA-E проекты и программы.
  20. ^ Проекты ARPA-E получают более 1,25 млрд долларов частного дополнительного финансирования для трансформационных энергетических технологий.
  21. ^ [1]
  22. ^ Сотрудники ARPA-E, «ARPA-E: первые семь лет - выборка результатов проекта», Дата публикации: вторник, 23 августа 2016 г.
  23. ^ Сотрудники ARPA-E, «Воздействие ARPA-E: образец результатов проекта, том II ,: Дата публикации: понедельник, 27 февраля 2017 г.».
  24. ^ Анон (2016). "Профессор Эллен Уильямс ForMemRS". royalsociety.org. Лондон: Королевское общество. Архивировано из оригинал 23 сентября 2016 г.. Получено 1 мая 2016.
  25. ^ «Эллен Уильямс назначена членом Американской ассоциации развития науки». Получено 2020-08-22.
  26. ^ Каталог участников NAS.
  27. ^ MRS, получатели стипендии Дэвида Тернбулла.
  28. ^ "AAAS, Книга членов". Архивировано из оригинал на 2014-08-30. Получено 2018-10-14.
  29. ^ AVS, Общественные награды, Список стипендиатов.
  30. ^ Архив наград APS.
  31. ^ «Премия Президента молодым исследователям (исследование материалов)». Национальный фонд науки. Получено 2020-08-24.