James Walter Mayer (24 de abril de 1930 – 14 de junio de 2013 [1] [2] ) fue un físico aplicado que trabajó en el campo de las interacciones entre iones y sólidos. Sus logros desempeñaron un papel fundamental en el desarrollo del detector de partículas de estado sólido , el campo del análisis de materiales mediante haces de iones y la aplicación de la implantación de iones a semiconductores .
Mayer nació el 24 de abril de 1930 en Chicago. En 1952, estudió en la Universidad de Purdue para obtener una licenciatura en ingeniería mecánica. [3] Ingresó en el programa de posgrado en física de Purdue para trabajar con el físico de estado sólido Ben R. Gossick. Poco tiempo después, Mayer tuvo que cambiar de asesor de investigación cuando Gossick decidió abandonar Purdue. Karl Lark-Horovitz se convirtió en el nuevo asesor de Mayer tras la marcha de Gossick. Antes de que Mayer pudiera completar su trabajo de tesis, el director del departamento Hubert M. James se convirtió en el tercer supervisor de tesis de Mayer tras la muerte de Lark-Horovitz en 1958. Mayer pudo obtener su doctorado en 1960. [4]
Obtuvo un doctorado en física en la Universidad de Purdue y trabajó en los Laboratorios de Investigación Hughes antes de trasladarse en 1967 al Instituto de Tecnología de California como profesor de ingeniería eléctrica. Se incorporó a la Universidad de Cornell como profesor de ciencia e ingeniería de materiales en 1980 y fue nombrado director del programa de microciencia y tecnología en 1989. Se trasladó a la Universidad Estatal de Arizona en 1992, donde se desempeñó como director del Centro de Ciencias del Estado Sólido antes de ser nombrado profesor regente (1994) y profesor PV Galvin de Ciencia e Ingeniería (1997). [5]
En la década de 1950 se sabía que las uniones pn de los semiconductores respondían a las partículas alfa produciendo pulsos de voltaje. Sin embargo, el método común para determinar el espectro de energía de las partículas energéticas en ese momento se basaba en el uso de espectrómetros magnéticos y cámaras de ionización muy grandes y engorrosos . Fue en esta época, a mediados y finales de la década de 1950, cuando James Mayer demostró el primer espectrómetro de área amplia para semiconductores que medía las energías de las partículas en lugar de simplemente detectar su impacto. El descubrimiento de Mayer fue que la ionización de Si y Ge por partículas cargadas (así como rayos X ) podía usarse, en un dispositivo pequeño y compacto, para recolectar los electrones y huecos que se creaban y, de ese modo, medir la energía de las partículas incidentes.
El concepto del detector de partículas de barrera superficial que Mayer desarrolló por primera vez sirvió como piedra angular para el rápido desarrollo de numerosas áreas de investigación. Debido a su pequeño tamaño y compacidad, el detector de partículas de barrera superficial comenzó a reemplazar casi de inmediato a muchos de los engorrosos detectores que se usaban en ese momento, es decir, los espectrómetros magnéticos y las cámaras de ionización, revolucionando la física de la estructura nuclear de baja energía casi de la noche a la mañana. Estos espectrómetros de semiconductores condujeron al desarrollo práctico de muchas técnicas modernas de análisis de materiales que tienen un uso generalizado en la actualidad, como la fluorescencia de rayos X y el análisis de materiales con haz de iones, incluida la retrodispersión de Rutherford , la canalización de iones y la espectrometría de rayos X basada en fuentes de partículas alfa.
Mayer desempeñó un papel fundamental en la aplicación de detectores de partículas al campo incipiente del análisis de haces de iones (a menudo denominado espectrometría de retrodispersión de Rutherford o RBS) y en el desarrollo de este campo hasta convertirlo en una importante herramienta analítica. Luego definió muchos de los avances en la ciencia de películas delgadas de los años 70 y 80, incluidas las reacciones y la cinética de películas delgadas (especialmente de siliciuros metálicos), la regeneración de semiconductores en fase sólida, la mezcla de haces de iones para la formación de aleaciones metaestables, el desorden de implantación y la ubicación de impurezas en semiconductores, y el estudio de películas dieléctricas delgadas.
En el rápido aumento del interés industrial en la implantación de iones de Si, a partir de 1965, Mayer y sus colaboradores utilizaron la canalización iónica para comprender la producción de defectos durante la implantación de iones dopantes en Si, la recuperación de este daño y la activación de los dopantes durante los recocidos posteriores, convirtiendo así la implantación iónica en una herramienta viable para la producción de circuitos integrados . En 1967, fue elegido por Academic Press para escribir la primera monografía sobre la implantación iónica de semiconductores y, en 1970, la implantación iónica comenzó a utilizarse por primera vez en la producción comercial de circuitos integrados.
Su trabajo dio lugar a más de 750 artículos y 12 libros que han obtenido más de 17.000 citas (el ISI lo incluyó en la lista de los 1.000 científicos contemporáneos más citados entre 1965 y 1978). Fue mentor de 40 estudiantes de doctorado y numerosos investigadores posdoctorales durante su carrera académica en Caltech , Cornell y la Universidad Estatal de Arizona .
Fue elegido miembro de la Sociedad Americana de Física en 1972. [6]
Mayer recibió el premio Von Hippel de 1981 de la Sociedad de Investigación de Materiales . [7]
Fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ingeniería en 1984, en la sección de Materiales . [8]