Joanna (Joka) Maria Vandenberg (nacida en 1938) es una química y cristalógrafa holandesa especializada en estado sólido que emigró a los Estados Unidos en 1968. En Bell Telephone Laboratories , realizó una importante contribución al éxito de Internet. Inventó, desarrolló y aplicó la herramienta de escaneo de rayos X para el control de calidad esencial para la fabricación de láseres de pozos cuánticos múltiples basados en fosfuro de arseniuro de indio y galio . Estos son los láseres que amplifican y modulan la luz que viaja a través de fibras ópticas que son el corazón de Internet actual .
Joanna Vandenberg nació el 24 de enero de 1938 en Heemstede , una pequeña ciudad cerca de Ámsterdam , donde era la más joven de una familia de cinco miembros y la primera en ir a la universidad. Su familia se dedicaba al negocio de los tulipanes . En 1956 se graduó cum laude en el Gymnasium -β y fue a la Universidad Estatal de Leiden en los Países Bajos, donde recibió una licenciatura en Ciencias Físicas y Matemáticas en 1959 y una maestría en Química Inorgánica y del Estado Sólido con AE van Arkel , así como en Química Teórica en 1962. Estudió con van Arkel en Leiden y Caroline H. MacGillavry en Ámsterdam para una tesis doctoral sobre análisis de difracción de rayos X de enlaces metal-metal en compuestos inorgánicos en 1964.
Trabajó durante 4 años (1964-1968) en el laboratorio Royal Dutch Shell en Ámsterdam, donde se unió al grupo de investigación sobre propiedades catalíticas de calcogenuros de metales de transición en capas . En 1968 se trasladó a Bell Laboratories , donde continuó trabajando en propiedades estructurales y magnéticas de calcogenuros de metales de transición. Su carrera se interrumpió cuando fue despedida siete meses después de su primer embarazo. Fue recontratada en 1972 después de que los operadores de AT&T ganaran una demanda colectiva histórica por haber sido despedidas estando embarazadas. Con Bernd Matthias de la UCSD , comenzó a trabajar en la formación de cúmulos metálicos en compuestos superconductores de metales de transición ternarios. [Science] Su amplio conocimiento de la química inorgánica estructural le permitió predecir estructuras cristalinas inorgánicas y condujo al descubrimiento de los boruros ternarios superconductores de tierras raras . [PNAS]
En 1980 cambió de dirección y comenzó a investigar sobre la metalización de contactos en capas de pozos multicuánticos InGaAsP / InP utilizados como láseres digitales de alta velocidad en Internet. Diseñó un difractómetro de rayos X de recocido in situ dependiente de la temperatura . Esta técnica permitió optimizar el comportamiento eléctrico de los contactos de metalización de oro [JAP82] [JAP84] y se convirtió en una referencia estándar en la industria de semiconductores .
En 1986, Vandenberg centró su atención en el control de calidad del crecimiento de cristales de capas de pozos cuánticos múltiples (MQW) de InGaAsP, utilizadas como fuentes de luz láser y moduladores ópticos diseñados para funcionar en el rango de longitud de onda de 1,3 a 1,55 μm . El avance del diseño, el rendimiento y la capacidad de fabricación de estos dispositivos había sido el foco de todos los principales proveedores de componentes ópticos durante décadas. Estos dispositivos se fabrican utilizando epitaxia en fase de vapor organometálica, un proceso complejo que involucra múltiples fuentes sujetas a deriva. La fabricación de los primeros dispositivos se basaba en rendimientos de extremo a extremo inaceptablemente bajos (mucho menos del 1%). Se necesitaba una mejora drástica para producir los componentes de alto rendimiento que se utilizan para transportar las enormes cantidades de datos en Internet de hoy. En muchos casos, se requiere un control del espesor de una sola capa junto con variaciones en la banda prohibida inferiores al 0,5 %. Este alto nivel de control de calidad debe lograrse utilizando complejas máquinas de crecimiento de cristales que pueden fallar de cientos de formas. Para garantizar que estos modos de fallo múltiples no afecten al dispositivo final, Vandenberg diseñó un difractómetro de rayos X de alta resolución no destructivo de una sola sala (que más tarde se convertiría en un difractómetro de sobremesa [JAP87] [JAP89]) para proporcionar una retroalimentación inmediata en línea sobre el proceso de crecimiento de MQW. Construyó algoritmos robustos que vinculan las características de los rayos X con el espesor de la capa y la información de la tensión, esenciales para el control del crecimiento de los cristales y el rendimiento del dispositivo optoelectrónico. Su técnica de difracción de rayos X se utiliza para escanear cada oblea láser muchas veces durante la fabricación. Todos los láseres de Internet se fabrican ahora utilizando su herramienta X-Ray Crystallography , y su vida útil operativa supera los 25 años.
Vandenberg recibió el Premio de Optoelectrónica de 1995 y 1997 en reconocimiento a sus contribuciones al desarrollo de rutinas de caracterización y control de procesos para la fabricación de láseres semiconductores de clase mundial de Lucent . Es miembro de la Sociedad Estadounidense de Física [1] y miembro correspondiente de la Real Academia de Artes y Ciencias de los Países Bajos . [2]