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Miao Jianwei

Jianwei (John) Miao es profesor en el Departamento de Física y Astronomía y en el Instituto de Nanosistemas de California de la Universidad de California en Los Ángeles . En 1999, realizó el primer experimento sobre la extensión de la cristalografía para permitir la determinación estructural de muestras no cristalinas, [1] lo que se conoce como imágenes difractivas coherentes (CDI), imágenes sin lentes o microscopía computacional. [2] En 2012, Miao aplicó el método CDI para desarrollar la tomografía electrónica atómica (AET), lo que permitió la primera determinación de estructuras atómicas en 3D sin asumir la cristalinidad ni el promedio. [3] [4]

Carrera

Miao recibió una licenciatura en física de la Universidad de Hangzhou (ahora Universidad de Zhejiang ) en 1991, y una maestría en física del Instituto de Física de Altas Energías , Academia China de Ciencias en 1994. [5] Luego se mudó a los EE. UU. y recibió un doctorado en física, una maestría en ciencias de la computación y un certificado de posgrado avanzado en ingeniería biomédica de la Universidad Estatal de Nueva York en Stony Brook en 1999. [5] Después de obtener su doctorado, Miao se convirtió en científico del personal en la fuente de luz de radiación de sincrotrón de Stanford en el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC . En 2004, se trasladó a UCLA como profesor asistente y fue ascendido a profesor titular en 2009. [1] Se ha desempeñado como subdirector del Centro de Ciencia y Tecnología STROBE NSF desde 2016. [6]

Investigación

Miao fue pionero en el desarrollo de nuevos métodos de obtención de imágenes utilizando rayos X y electrones, y contribuyó a la teoría, la computación y la experimentación. Propuso el concepto de relación de sobremuestreo en 1998, que explica bajo qué condiciones se puede resolver el problema de fase de las muestras no cristalinas. [7] En 1999, realizó el primer experimento CDI [1] en la Fuente Nacional de Luz Sincrotrón , Laboratorio Nacional de Brookhaven . Los métodos CDI, como CDI de onda plana , pticografía [8] (es decir, CDI de barrido [9] ) y CDI de Bragg , se han implementado ampliamente utilizando radiación de sincrotrón , láseres de electrones libres de rayos X , generación de altos armónicos , microscopía electrónica y óptica. [2] También se ha convertido en una de las justificaciones para la construcción de láseres de electrones libres de rayos X en todo el mundo. [2]

En 2012, Miao aplicó algoritmos de recuperación de fase CDI a la tomografía y demostró AET a una resolución de 2,4 Å sin asumir cristalinidad. [3] Luego aplicó AET para observar casi todos los átomos en una nanopartícula de Pt , [10] e imaginó la estructura central 3D de dislocaciones de borde y tornillo con resolución atómica. [11] En 2015, determinó las coordenadas 3D de miles de átomos individuales en un material con una precisión 3D de 19 pm y abordó el desafío de Richard Feynman de 1959. [12] Más tarde, Miao midió las coordenadas 3D de más de 23 000 átomos en una nanopartícula de FePt y correlacionó el orden/desorden químico y los defectos cristalinos con las propiedades del material a nivel de un solo átomo. [13] En 2019, desarrolló la AET 4D para observar la nucleación de cristales con resolución atómica, mostrando que los resultados de la nucleación en etapa temprana contradicen la teoría de nucleación clásica . [14] Miao también demostró la AET de barrido (sAET) para correlacionar los defectos atómicos 3D y las propiedades electrónicas de los materiales 2D. [15] En 2021, determinó por primera vez la estructura atómica 3D de los sólidos amorfos y observó el orden de rango medio en materiales amorfos. [16] [17] [18]

Premios

Referencias

  1. ^ abc Miao, J.; Charalambous, P.; Kirz, J.; Sayre, D. (1999). "Extensión de la metodología de la cristalografía de rayos X para permitir la obtención de imágenes de muestras no cristalinas de tamaño micrométrico". Nature . 400 (6742): 342–344. Bibcode :1999Natur.400..342M. doi :10.1038/22498. S2CID  4327928.
  2. ^ abc Miao, J.; Ishikawa, T.; Robinson, IK; Murnane, MM (2015). "Más allá de la cristalografía: imágenes difractivas utilizando fuentes de luz de rayos X coherentes". Science . 348 (6234): 530–535. Bibcode :2015Sci...348..530M. doi : 10.1126/science.aaa1394 . PMID  25931551. S2CID  206632996.
  3. ^ ab Scott, MC; Chen, CC; Mecklenburg, M.; Zhu, C.; Xu, X.; Ercius, P.; Dahmen, U.; Regan, BC; Miao, J. (2012). "Tomografía electrónica con una resolución de 2,4 ångström". Nature . 483 (7390): 444–447. Bibcode :2012Natur.483..444S. doi :10.1038/nature10934. PMID  22437612. S2CID  1600103.
  4. ^ Miao, J.; Ercius, P.; Billinge, SJL (2016). "Tomografía electrónica atómica: estructuras 3D sin cristales". Science . 353 (6306): aaf2157. doi : 10.1126/science.aaf2157 . PMID  27708010. S2CID  30174421.
  5. ^ ab "Jianwei (John) Miao, profesor en UCLA".
  6. ^ "Centro de Ciencia y Tecnología STROBE NSF".
  7. ^ Miao, J.; Sayre, D.; Chapman, HN (1998). "Recuperación de fase a partir de la magnitud de la transformada de Fourier de objetos no periódicos". J. Opt. Soc. Am. A . 15 (6): 1662–1669. Bibcode :1998JOSAA..15.1662M. doi :10.1364/JOSAA.15.001662.
  8. ^ Rodenburg, JM; Hurst, AC; Cullis, AG; Dobson, BR; Pfeiffer, F.; Bunk, O.; David, C.; Jefimovs, K.; Johnson, I. (2007). "Imágenes sin lentes de rayos X duros de objetos extendidos". Physical Review Letters . 98 (3): 034801. Bibcode :2007PhRvL..98c4801R. doi :10.1103/PhysRevLett.98.034801. PMID  17358687.
  9. ^ Thibault, P.; Dierolf, M.; Menzel, A.; Bunk, O.; David, C.; Pfeiffer, F. (2008). "Microscopía de difracción de rayos X de barrido de alta resolución". Science . 321 (5887): 379–382. Bibcode :2008Sci...321..379T. doi :10.1126/science.1158573. PMID  18635796. S2CID  30125688.
  10. ^ "Un vídeo de la naturaleza sobre AET". YouTube .
  11. ^ Chen, CC; Zhu, C.; White, ER; Chiu, C.-Y.; Scott, MC; Regan, BC; Marks, LD; Huang, Y.; Miao, J. (2013). "Imágenes tridimensionales de dislocaciones en una nanopartícula con resolución atómica". Nature . 496 (7443): 74–77. Bibcode :2013Natur.496...74C. doi :10.1038/nature12009. PMID  23535594. S2CID  4410909.
  12. ^ Xu, R.; Chen, C.-C.; Wu, L.; Scott, MC; Theis, W.; Ophus, C.; Bartels, M.; Yang, Y.; Ramezani-Dakhel, H.; Sawaya, MR; Heinz, H.; Marks, LD; Ercius, P.; Miao, J. (2015). "Coordenadas tridimensionales de átomos individuales en materiales reveladas por tomografía electrónica". Nat. Mater . 14 (11): 1099–1103. arXiv : 1505.05938 . Código Bibliográfico :2015NatMa..14.1099X. doi :10.1038/nmat4426. PMID  26390325. S2CID  5455024.
  13. ^ Yang, Y.; Chen, C.-C.; Scott, MC; Ophus, C.; Xu, R.; Pryor Jr, A.; Wu, L.; Sun, F.; Theis, W.; Zhou, J.; Eisenbach, M.; Kent, PRC; Sabirianov, RF; Zeng, H.; Ercius, P.; Miao, J. (2017). "Descifrando el orden/desorden químico y las propiedades de los materiales a nivel de un solo átomo". Nature . 542 (7639): 75–79. arXiv : 1607.02051 . Bibcode :2017Natur.542...75Y. doi :10.1038/nature21042. PMID  28150758. S2CID  4464276.
  14. ^ Zhou, J.; Yang, Y.; Yang, Y.; Kim, DS; Yuan, A.; Tian, ​​X.; Ophus, C.; Sun, F.; Schmid, AK; Nathanson, M.; Heinz, H.; An, Q.; Zeng, H.; Ercius, P.; Miao, J (2019). "Observación de la nucleación cristalina en cuatro dimensiones utilizando tomografía electrónica atómica". Nature . 570 (7762): 500–503. Bibcode :2019Natur.570..500Z. doi :10.1038/s41586-019-1317-x. PMID  31243385. S2CID  195657117.
  15. ^ Tian, ​​X.; Kim, DS; Yang, S.; Ciccarino, S., CJ; Gong, Y.; Yang, Y.; Yang, Y.; Duschatko, B.; Yuan, Y.; Ajayan, PM; Idrobo, JC; Narang, P.; Miao, J. (2020). "Correlación de los defectos atómicos tridimensionales y las propiedades electrónicas de los dicalcogenuros de metales de transición bidimensionales". Nat. Materia . 19 (8): 867–873. Código Bib : 2020NatMa..19..867T. doi :10.1038/s41563-020-0636-5. OSTI  1631219. PMID  32152562. S2CID  212642445.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  16. ^ Yang, Y.; Zhou, J.; Zhu, F.; Yuan, Y.; Chang, D.; Kim, DS; Pham, M.; Rana, A.; Tian, ​​X.; Yao, Y.; Osher, S.; Schmid, AK; Hu, L.; Ercius, P.; Miao, J. (2021). "Determinación de la estructura atómica tridimensional de un sólido amorfo". Nature . 592 (7852): 60–64. arXiv : 2004.02266 . Código Bibliográfico :2021Natur.592...60Y. doi :10.1038/s41586-021-03354-0. PMID  33790443. S2CID  214802235.
  17. ^ Voyles, P. (2021). "Por fin se ha obtenido una imagen de la estructura atómica de un vidrio". Nature . 592 (7852): 31–32. doi :10.1038/d41586-021-00794-6. PMID  33790449. S2CID  232481931.
  18. ^ Yuan, Y.; Kim, DS; Zhou, J.; Chang, DJ; Zhu, F.; Nagaoka, Y.; Yang, Y.; Pham, M.; Osher, SJ; Chen, O.; Ercius, P.; Schmid, AK; Miao, J. (2022). "Empaquetamiento atómico tridimensional en sólidos amorfos con estructura similar a la de un líquido". Nat. Mater . 21 (1): 95–102. Bibcode :2022NatMa..21...95Y. doi :10.1038/s41563-021-01114-z. PMID  34663951. S2CID  239022109.
  19. ^ "Fronteras de la ciencia Kavli".
  20. ^ "Noticias de UCLA".
  21. ^ "Premio MRS a la Innovación en Caracterización de Materiales".