Франческа Якопи () — австралийский инженер, учёный и исследовательница итальянского происхождения. Она специализируется в области материаловедения и наноэлектроники и является профессором . Она является главным научным сотрудником Центра передового опыта ARC в области трансформационных метаоптических систем, членом и старшим членом Института инженеров электротехники и электроники.
Якопи является автором более 130 публикаций и имеет 9 выданных патентов. В число выбранных ею областей исследований входят наноэлектроника, полупроводники, двумерные материалы, нанофотоника и хранение энергии. Её исследования внесли вклад в разработку дорожной карты ITRS по материалам и процессам для передовых полупроводниковых технологий, связанных с устройствами, межсоединениями и упаковкой.
Научные достижения Якопи были отмечены многочисленными наградами, в том числе Золотой премией для аспирантов () в 2003 году и Премией за глобальные инновации (TechConnect World) в 2014 году. В 2015 году она входила в состав консультативного комитета правительства штата Квинсленд по вопросам науки и инноваций. В 2019 году Якопи была назначена представителем Общества электронных устройств IEEE в Международной дорожной карте по устройствам и системам (IRDS). Она основала и возглавила первое отделение Общества электронных устройств IEEE в Новом Южном Уэльсе в 2019 году. Она является избранным членом Совета управляющих Общества электронных устройств IEEE.
Образование После окончания лицея имени Аугусто Риги в Болонье, Якопи получила степень магистра физики в Римском университете Ла Сапиенца в 1996 году, а затем переехала в Бельгию для обучения в докторантуре. В 2004 году она получила степень доктора философии в области материаловедения и электротехники в Лёвенском католическом университете под руководством Карен Маекс. Позже, в 2009 году, она также получила степень магистра искусств в области культурной антропологии и исследований развития в том же университете.
Карьера Во время обучения в магистратуре Якопи работала младшим научным сотрудником в Итальянском национальном институте ядерной физики с 1995 по 1998 год, а затем переехала в Бельгию, где до 1999 года работала в Брюссельском свободном университете в сотрудничестве с ЦЕРН (Швейцария). В течение следующего десятилетия Якопи присоединилась к Межуниверситетскому центру микроэлектроники в Левене, Бельгия, в качестве научного сотрудника, а позже, с 2006 года, была повышена до старшего научного сотрудника. В период работы в IMEC Якопи занималась исследованиями в области межсоединений и нанотехнологий. Впоследствии она провела год в Японии, где была назначена приглашённым доцентом в Токийском университете, кампус Кашива, для изучения новых плазменных процессов. В 2010 году она переехала в США и заняла должность в промышленной компании Globalfoundries в качестве менеджера по технологиям упаковки (Chip-Package Interaction) для клиентов, где руководила стратегией взаимодействия микросхем с корпусом. Впоследствии Якопи переехала в Австралию, где заняла исследовательскую должность в Университете Гриффита, и в 2012 году получила стипендию Future Fellowship от . В этот период она основала собственную исследовательскую группу и изобрела каталитический процесс получения эпитаксиального графена из карбида кремния на кремниевой подложке. В 2015 году она стала членом экспертной группы Advance Queensland при правительстве штата Квинсленд. В этот период она работала советником правительства Квинсленда по вопросам науки и инноваций в штате.
В 2016 году Якопи перешла на работу в Сиднейский технологический университет и была назначена профессором. Она возглавляет Лабораторию исследований интегрированных наносистем. С 2017 г. она в течение двух лет возглавляла кафедру коммуникаций и электроники; в 2019 году она основала и возглавила отделение Общества электронных устройств IEEE в Новом Южном Уэльсе, а также была назначена ассоциированным научным сотрудником в Центре передовых исследований Австралийского исследовательского совета по перспективным низкоэнергетическим электронным технологиям (Future Low-Energy Electronics Technologies, FLEET). В 2020 году она была назначена главным исследователем Центра передовых исследований Австралийского исследовательского совета по трансформационным метаоптическим системам.
Работа и исследования Среди основных направлений исследований Якопи — наноэлектроника, полупроводники, двумерные материалы, нанофотоника и хранение энергии. Ранние исследования Якопи были посвящены приборам для медицинской визуализации в ядерной медицине.
В конце 1990-х годов она работала над частью детектора компактного мюонного соленоида (CMS), отвечающей за отслеживание траектории мюонов. Основная цель исследования заключалась в отслеживании элементарных частиц посредством взаимодействия излучения с материалами. В отчёте об испытаниях модулей микрополосковых газовых камер CMS (MSGC) в PSI Якопи и её коллеги провели эксперимент с использованием CMS и протестировали две микрополосковые газовые камеры CMS MSGC, аналогичные корпусу трекера, используя пучок высокой интенсивности. Внутренний слой MSGC в CMS оказался стабильным с точки зрения напряжения, что обеспечило успешное проведение эксперимента. Однако вскоре после этого было принято решение заменить технологию трекера CMS на кремниевые детекторы. В 1999 году Якопи начала работать в одном из крупнейших независимых научно-исследовательских центров полупроводниковой промышленности (IMEC) и сосредоточилась на сверхнизкодиэлектрических материалах/высокопористой структуре для внутрикристальных межсоединений. Она является автором нескольких основополагающих работ в этой области, которые также привели к внедрению технологий в полупроводниковой промышленности. Якопи написала статью о проблемах со структурной стабильностью межсоединений на основе сверхнизкодиэлектрических материалов и указывает на то, что релаксация в структурах межсоединений на основе сверхнизкодиэлектрических материалов, будь то из-за нарушения адгезии или из-за податливости пористых диэлектриков, может оказаться разрушительной для межсоединений. Она предложила решения, позволяющие предотвратить релаксацию по любому из этих механизмов. Она также определила параметры, необходимые для получения обоснованных количественных прогнозов. Её исследования в IMEC выявили проблему неконтролируемой диффузии веществ в диэлектрических порах и повлияли на замедление прогнозируемого промышленного внедрения диэлектриков со сверхнизкой диэлектрической проницаемостью в рамках Международного плана развития полупроводниковых технологий (ITRS). Затем исследовательская деятельность Якопи сместилась в сторону выращивания и интеграции полупроводниковых нанопроводов, совместимых с полупроводниками, для электронных приложений, таких как туннельные полевые транзисторы (T-FET). Её основной вклад заключается в определении индия как потенциальной замены золота при выращивании нанопроводов с затравкой методом парожидкостно-твердотельного синтеза (VLS). В статье, опубликованной в 2008 году, Якопи представила характеристики размеров кремниевых нанопроводов, затравленных индием. В основе её исследований лежит тот факт, что структура роста нанопроводов значительно меняется при увеличении их размера до десятков нанометров. Якопи предложила модель для решения этой проблемы. В аналогичной статье о выращивании кремниевых нанопроводов Якопи утверждает, что производство нанопроводов для микроэлектроники методом «снизу вверх» затруднительно, поскольку характеристики проводов необходимо контролировать на уровне подложки. Она рассматривает ограничения, препятствующие созданию контролируемого процесса роста кремниевых нанопроводов методом VLS, и предлагает рекомендации по достижению контролируемого роста нанопроводов.
В начале 2010-х годов Якопи работала над демонстрацией того, что холодная плазма может быть эффективным решением для замедления диффузии реактивных частиц в пористые среды. В 2011 году она написала статью о криогенной плазме и нанопористых материалах. В ходе своих исследований Якопи продемонстрировала, что обработка плазмы при криогенных температурах позволяет значительно подавить диффузию плазмы в нанопористые материалы. Она также демонстрирует, что это подавление контролируется факторами реакции, рекомбинацией радикалов и коэффициентом прилипания. Работая в , Якопи изобрела прямой и селективный процесс синтеза графена на кремниевой подложке в масштабе пластины, находящий применение в интегрированных микротехнологиях, включая нанофотонику, биосовместимые датчики и системы хранения энергии. Якопи написала статью о выращивании графена с использованием никель-медного сплава в качестве катализатора. Она получила многослойный графен методом выращивания из твёрдого источника с использованием никель-медного сплава в качестве посредника на карбиде кремния, расположенном на кремнии. Было установлено, что это наиболее подходящий метод получения крупномасштабного эпитаксиального графена на карбиде кремния на кремнии. В статье она описывает процедуру синтеза графена, а также обсуждает ключевые характеристики этого процесса. В аналогичной статье 2014 года, посвящённой микробалкам из графитированного карбида кремния, Якопи описывает проверенные процедуры и методы получения графена на кремниевых подложках селективным способом, а также обсуждает существующие ограничения. Данное исследование указывает на возможность замены проводящих металлических плёнок в устройствах MEMS и NEMS методом использования углеродно-никелевого сплава. За это изобретение она получила премию Global Innovation Award от TechConnect в 2014 году. Благодаря своему вкладу в научные исследования, Якопи и её работы цитировались в различных заявлениях и пресс-релизах. В продолжение этого исследования она дополнительно доказывает эффективность использования никель-медного сплава для получения крупномасштабного эпитаксиального графена на кремнии с электропроводностью, сопоставимой с графеном на подложках из карбида кремния. Её текущие исследования в Сиднейском технологическом университете сосредоточены на графене и других двумерных материалах на кремниевой подложке для применений, выходящих за рамки закона Мура, а также для создания новых материалов и функциональных возможностей для миниатюрных систем, охватывающих электронику, фотонику, сенсорику и энергетику.
Награды и почести 2003 — Золотая награда для аспирантов от Общества исследований материалов 2012 — Программа стипендий для будущих учёных, Австралийский исследовательский совет 2014 — Глобальная премия за инновации, Tech Connect World 2015 — Член консультативного комитета правительства штата Квинсленд по науке и инновациям 2018 — Вошла в список 30 самых инновационных инженеров по версии Института инженеров Австралии 2024 — Член IEEE
Примечания
Категория:Инженеры Италии Категория:Инженеры Австралии Категория:Инженеры XXI века Категория:Действительные члены IEEE Категория:Электротехники Италии Категория:Женщины-инженеры Категория:Эмигранты из Италии