Mathias M. Schubert ผู้เชี่ยวชาญด้านฟิสิกส์และนวัตกรรม Spectroscopic Ellipsometry
ในโลกของฟิสิกส์สมัยใหม่ การวิเคราะห์คุณสมบัติของวัสดุในระดับลึกเป็นกุญแจสำคัญสู่การสร้างเทคโนโลยีแห่งอนาคต Mathias Michael Schubert คือหนึ่งในนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันผู้มีบทบาทสำคัญในการผลักดันขอบเขตของวิทยาศาสตร์วัสดุ โดยปัจจุบันเขาดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ J. A. Woollam Distinguished Professor ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ ณ University of Nebraska–Lincoln และเป็นสมาชิกของ Nebraska Center for Materials and Nanoscience
ความเชี่ยวชาญหลักของ Schubert อยู่ที่ Spectroscopic Ellipsometry (การวัดการเปลี่ยนแปลงสถานะโพลาไรเซชันของแสงเมื่อสะท้อนจากพื้นผิววัสดุเพื่อวิเคราะห์คุณสมบัติทางแสงและโครงสร้าง) ซึ่งผลงานของเขาไม่ได้หยุดอยู่แค่ในห้องทดลอง แต่ได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาเทคโนโลยีที่ใกล้ตัวเรา เช่น หลอด LED สีน้ำเงินและสีขาว, โปรเซสเซอร์ที่มีความเร็วสูงขึ้น รวมถึงการสร้างเซ็นเซอร์ทางเคมีและชีวภาพที่มีประสิทธิภาพสูง
เส้นทางชีวิตและการศึกษา
Schubert เกิดเมื่อวันที่ 19 ตุลาคม 1966 ที่เมืองเยนา ประเทศเยอรมนีตะวันออก เขาเริ่มต้นเส้นทางสายอาชีพด้วยพื้นฐานทางช่าง โดยสำเร็จการศึกษาระดับมัธยมปลายในปี 1986 พร้อมวุฒิการศึกษาด้านการทำแม่พิมพ์และเครื่องมือ (Tool and Die Maker) จาก Keramische Werke ใน Hermsdorf
หลังจากผ่านการเกณฑ์ทหาร เขาได้หันเข้าสู่โลกของวิทยาศาสตร์อย่างเต็มตัวโดยเข้าศึกษาด้านฟิสิกส์ที่ University of Leipzig จนจบการศึกษาในปี 1994 และได้รับทุนวิจัยระดับปริญญาเอกจากมูลนิธิ German Merit Foundation ในปี 1995 ต่อมาในปี 1997 หลังจากคว้าปริญญาเอกได้สำเร็จ เขาได้ย้ายไปทำงานที่ University of Nebraska–Lincoln เพื่อวิจัยเกี่ยวกับการพัฒนา Infrared Ellipsometry สำหรับการวิเคราะห์คุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำ ก่อนจะกลับมาคว้าคุณวุฒิ Habilitation (คุณวุฒิขั้นสูงสำหรับผู้สอนในมหาวิทยาลัย) ด้านฟิสิกส์เชิงทดลองจาก University of Leipzig ในปี 2003
ความสำเร็จในอาชีพและงานวิจัยที่พลิกโฉมวงการ
ในปี 2000 Schubert ได้รับแต่งตั้งเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่ University of Leipzig และได้ก่อตั้งกลุ่มวิจัยด้าน Ellipsometry ขึ้น ต่อมาในปี 2005 เขาได้ร่วมก่อตั้งสมาคม Ellipsometry ของเยอรมนี (Paul Drude e.V.) และในเวลาเดียวกันก็ได้ดำรงตำแหน่งรองศาสตราจารย์ที่ University of Nebraska–Lincoln ซึ่งเขาได้สร้างเครือข่าย Complex Materials Optics Network ขึ้นมา จนกระทั่งก้าวขึ้นสู่ตำแหน่งศาสตราจารย์เต็มตัวในปี 2012
จุดเด่นในงานวิจัยของเขาคือการมุ่งเน้นการวิเคราะห์คุณสมบัติทางแสงของวัสดุทั้งอินทรีย์และอนินทรีย์ในช่วงสเปกตรัมที่กว้าง โดยเขาได้คิดค้น Spectroscopic Generalized Ellipsometry ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้สำหรับวิเคราะห์วัสดุที่มีคุณสมบัติ Anisotropic (วัสดุที่มีคุณสมบัติทางกายภาพแตกต่างกันตามทิศทางที่วัด) ได้อย่างแม่นยำ ไม่ว่าจะเป็นวัสดุที่มีความสมมาตรต่ำ เช่น ระบบผลึกแบบ Orthorhombic, Monoclinic หรือ Triclinic
นอกจากนี้ ทีมวิจัยของเขายังได้ค้นพบ Optical Hall Effect ซึ่งเป็นวิธีการวัดมวลของพาหะประจุในวัสดุสารกึ่งตัวนำและรอยต่อเฮเทอโรจังก์ชันของฟิล์มบางโดยไม่ต้องสัมผัสชิ้นงาน และในปี 2022 เขายังประสบความสำเร็จในการวัด Magnetic Susceptibility Tensor ในการเรโซแนนซ์พาราแมกเนติกของอิเล็กตรอนโดยใช้ Terahertz Ellipsometry รวมถึงการค้นพบสถานะคู่ควบระหว่างโฟนอนและโฟตอน (Coupled Phonon Photon States) ในวัสดุที่มีความสมมาตรต่ำ
ข้อเท็จจริงสำคัญ
- ความเชี่ยวชาญ: ผู้นำด้าน Spectroscopic Ellipsometry และการวิเคราะห์วัสดุแอนไอโซโทรปิก
- ผลงานเชิงประจักษ์: มีบทความวิจัย บทในหนังสือ และหนังสือรวมกว่า 338 ฉบับ และถูกอ้างอิงมากกว่า 11,400 ครั้ง (ข้อมูลจาก Google Scholar)
- นวัตกรรม: ผู้คิดค้น Optical Hall Effect สำหรับการวัดแบบไม่สัมผัสในสารกึ่งตัวนำ
- ตำแหน่งปัจจุบัน: ศาสตราจารย์ที่ University of Nebraska–Lincoln และศาสตราจารย์เยี่ยมเยือนที่ Linkoping University
| ปี ค.ศ. | รางวัล / เกียรติประวัติ | สถาบัน / องค์กร |
|---|---|---|
| 1995 | ทุนการศึกษา Fellowship | German Merit Foundation |
| 2002 | ทุนการศึกษา Fellowship | STINT (สวีเดน) |
| 2006 | รางวัล Ludwig-Genzel Prize | University of Stuttgart |
| 2011 | Fellow | American Physical Society (APS) |
| 2014 | Fellow | Leibniz Institute for Polymer Research Dresden |
| 2015 | ปริญญาดุษฎีบัณฑิตกิตติมศักดิ์ด้านเทคโนโลยี | Linköping University |
| 2017 | J. A. Woollam Distinguished Professorship | University of Nebraska–Lincoln |
คำถามที่พบบ่อย
Spectroscopic Ellipsometry คืออะไรและสำคัญอย่างไร?
คือเทคนิคการวัดทางแสงที่วิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของแสงโพลาไรซ์เมื่อสะท้อนจากพื้นผิววัสดุ ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทราบความหนาของฟิล์มบางและค่าดัชนีหักเหของแสง ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งในการพัฒนาชิปคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ผลงานของ Mathias Schubert ส่งผลต่อเทคโนโลยีในปัจจุบันอย่างไร?
งานวิจัยของเขามีส่วนช่วยในการพัฒนาหลอด LED ให้มีแสงสีขาวและสีน้ำเงินที่มีประสิทธิภาพ รวมถึงการสร้างโปรเซสเซอร์ที่ทำงานได้รวดเร็วขึ้น และการพัฒนาเซ็นเซอร์ตรวจวัดทางชีวภาพและเคมีที่มีความแม่นยำสูง
Optical Hall Effect ที่เขาคิดค้นขึ้นมีประโยชน์อย่างไร?
ช่วยให้สามารถวัดมวลของพาหะประจุในสารกึ่งตัวนำได้โดยไม่ต้องสัมผัสกับตัววัสดุ ซึ่งลดการปนเปื้อนและทำให้การวิเคราะห์คุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุนาโนทำได้สะดวกและแม่นยำยิ่งขึ้น
วัสดุ Anisotropic ที่เขาวิจัยคืออะไร?
คือวัสดุที่มีคุณสมบัติทางกายภาพ (เช่น การนำไฟฟ้า หรือการหักเหของแสง) แตกต่างกันไปตามทิศทางที่ทำการวัด ซึ่งปกติจะวิเคราะห์ได้ยาก แต่ Schubert ได้พัฒนาแบบจำลอง Eigendielectric Polarization เพื่อจัดการกับวัสดุที่มีความสมมาตรต่ำเหล่านี้