Брюс Артур Джойс (; 17 октября 1934 — 22 февраля 2023) — британский учёный, , и , внёсший фундаментальный вклад в технологию роста кристаллов. Наиболее известен как один из пионеров метода молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ) и первооткрыватель осцилляций интенсивности при дифракции быстрых электронов на отражение (ДБЭО), что позволило контролировать рост полупроводниковых плёнок с точностью до одного атомного слоя. Его работы легли в основу создания сложных полупроводниковых гетероструктур, таких как квантовые ямы и сверхрешётка.
Член Лондонского королевского общества (FRS 2000).
Биография
Ранние годы и образование Брюс Джойс родился 17 октября 1934 года в Нортгемптоне. Получил классическое образование в гимназии, где проявил интерес к точным наукам под влиянием лекций астрофизика Фреда Хойла. В школьные годы проявил себя не только в учёбе, но и в общественной жизни: он был вице-капитаном школы, капитаном легкоатлетической команды и командиром скаутского отряда, получив звание Королевского скаута.
Был первым в своей семье, кто получил высшее образование, во многом благодаря настоянию директора гимназии, который убедил его родителей в необходимости этого шага, несмотря на давление со стороны других родственников.
С 1953 по 1956 год изучал химию в Бирмингемском университете, однако со временем потерял интерес к органической химии и осознал, что его больше привлекает физика. Окончательное решение посвятить себя новой на тот момент области — физике полупроводников — он принял во время прохождения военной службы в Королевских ВВС (1956—1958). Позднее, в 1973 году, Бирмингемский университет присудил ему почётную степень доктора наук (DSc) по химии, однако она была основана исключительно на его работах в области физики полупроводников, которые принесли ему мировую известность.
Научная карьера
Работа в Plessey (1958—1969) После службы в армии Джойс присоединился к исследовательскому центру компании Plessey. Там он занимался выращиванием тонких плёнок кремния методом газофазной эпитаксии. В ходе работы он столкнулся с фундаментальными ограничениями этого метода. Джойс выделил три ключевые проблемы: неконтролируемая газовая диффузия, медленное достижение стабильных условий в реакторе и побочные химические реакции в газе, которые мешали пониманию процессов на поверхности. Это привело его к идее использовать бесстолкновительные молекулярные пучки в сверхвысоком вакууме — подход, который лёг в основу будущей технологии МПЭ.
Philips Research Laboratories и ключевые открытия (1969—1988) В 1969 году Джойс перешёл в исследовательские лаборатории компании Philips, где сосредоточился на выращивании кристаллов арсенида галлия (GaAs). Параллельно с основной работой он развивал методы масс-спектрометрии с модулированным пучком для изучения кинетики химических реакций на поверхности кристалла.
В этот период он и его команда совершили главное открытие в своей научной карьере. Используя метод дифракции быстрых электронов на отражение (ДБЭО, англ. RHEED) для контроля за поверхностью кристалла в реальном времени, в 1981 году они обнаружили, что интенсивность отраженного электронного пучка периодически колеблется. Учёные установили, что каждый период осцилляций в точности соответствует росту одного атомного слоя материала.
Это открытие произвело революцию в материаловедении. Оно впервые дало исследователям инструмент для контроля роста наноструктур с атомарной точностью in situ (непосредственно в процессе роста). Его дальнейшие работы по изучению осцилляций ДБЭО на вицинальных (ступенчатых) поверхностях позволили впервые напрямую измерить параметры поверхностной диффузии адатомов, что имело решающее значение для понимания механизмов роста.
Работа в Имперском колледже Лондона (1988—1999) В 1988 году Брюс Джойс был назначен директором-основателем Междисциплинарного исследовательского центра полупроводниковых материалов в Имперском колледже Лондона. Центр объединял усилия физиков, химиков и материаловедов и стал известен благодаря междисциплинарному подходу к созданию и исследованию низкоразмерных структур. Под руководством Джойса были запущены крупные международные проекты, в том числе в сотрудничестве с японскими научными организациями, что позволило совместить передовые экспериментальные установки (СТМ) с теоретическим моделированием.
Личная жизнь и увлечения С 1956 года был женат на Берил Энн Мид, учительнице младших классов. У пары было четверо детей.
Брюс на протяжении всей жизни увлекался спортом, играя в регби и крикет на клубном и окружном уровнях. Изначально будучи спринтером, он со временем перешёл на длинные дистанции и пробежал несколько марафонов, включая Лондонский марафон 1986 года. Являлся одним из основателей легкоатлетического клуба в Ист-Гринстеде.
Был одним из основателей Британской ассоциации по росту кристаллов (British Association for Crystal Growth) и её президентом с 2003 по 2006 год. В 2005 году сложилась уникальная ситуация, когда его сын, Тимоти Джойс, также учёный, занял пост председателя ассоциации, в то время как Брюс был её президентом.
Награды и признание 1981 — Медаль и премия Дадделла, Институт физики 1986 — Премия IBM Europe в области науки и технологий 2000 — Избран членом Лондонского королевского общества
Примечания
Литература
Ссылки Оригинал статьи-биографии Брюса Джойса на сайте Royal Society Publishing.
Категория:Родившиеся 17 октября Категория:Родившиеся в 1934 году Категория:Родившиеся в Нортгемптоне Категория:Умершие 22 февраля Категория:Умершие в 2023 году Категория:Члены Лондонского королевского общества Категория:Выпускники Бирмингемского университета