Roger H. Francés

Roger Harquail French es un científico de materiales, ingeniero, académico y autor. Es profesor Kyocera en la Escuela Case de Ingeniería de la Universidad Case Western Reserve (CWRU) . ^[1]

Los intereses de investigación de French en CWRU abarcan propiedades ópticas y estructura electrónica, ciencia de degradación de materiales en tecnologías expuestas al aire libre como la energía fotovoltaica , y el empleo de ciencia de datos y aprendizaje profundo utilizando computación distribuida y de alto rendimiento . ^[2] Mientras estuvo en DuPont, trabajó en litografía de semiconductores, máscaras de cambio de fase , películas y fotorresistencias , registrando múltiples patentes. ^[3] Sus publicaciones comprenden artículos de investigación y un libro titulado Durabilidad y confiabilidad de polímeros y otros materiales en módulos fotovoltaicos . Recibió el Premio de Investigación Distinguida de la Facultad de 2020 ^[4] y el Premio al Inventor de la Semana de la Innovación de 2023 de la Universidad Case Western Reserve, ^[5] además de ser honrado como miembro senior del IEEE y como miembro de la Sociedad Cerámica Estadounidense . ^[6]

Educación

French se graduó con una Licenciatura en Ciencias con Distinción en Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Cornell en 1979, y en 1985 obtuvo un Doctorado en Ciencia e Ingeniería de Materiales del Instituto Tecnológico de Massachusetts , trabajando con el asesor de doctorado Robert L. Coble . ^[7]

Carrera

French comenzó su carrera de investigación en 1985 en la Central de Investigación y Desarrollo de DuPont . De 1993 a 2002, mientras aún trabajaba en DuPont, fue científico visitante durante un mes al año en el laboratorio de Manfred Rühle en el Max-Planck-Institut für Metallforschung en Stuttgart , Alemania . Su carrera académica comenzó como profesor adjunto en el Departamento de Ciencia de los Materiales de la Universidad de Pensilvania en 1996. En 2010, se unió a la Universidad Case Western Reserve como profesor F. Alex Nason y ha sido profesor Kyocera de Cerámica en CWRU desde 2016. ^[1] También es el director del Centro de Excelencia DOE-NNSA para la Ciencia de Datos de Materiales para la Gestión de Existencias, ^{[8] [9]} y co-investigador principal tanto del Centro de Ciencia de Datos de Materiales para la Confiabilidad y la Degradación (MDS-Rely) de la NSF ^[10] como del Centro IUCRC patrocinado por la NSF para el Avance de la Producción Sostenible y Distribuida de Fertilizantes (CASFER). ^[11]

Investigación

French ha estudiado las propiedades ópticas y las estructuras electrónicas de cerámicas, polímeros y biomoléculas, empleando espectroscopia y óptica computacional, y ha explorado la durabilidad de la radiación, la degradación fotoquímica y los enfoques basados ​​en datos para predecir el rendimiento de la vida útil y mejorar la eficiencia energética en tecnologías expuestas al aire libre. ^[2] Su grupo ha utilizado espectroscopias ópticas y VUV, ^{[12] [13]} junto con elipsometría espectroscópica, ^{[14] [15]} para investigar las propiedades ópticas, la estructura electrónica y la durabilidad de la radiación de materiales ópticos, polímeros, cerámicas y líquidos. Ha obtenido patentes para fotomáscaras de cambio de fase, ^[16] fluoropolímeros transparentes para películas, ^[17] fotorresistencias ^[18] y fluidos de inmersión, y elementos ópticos para energía fotovoltaica. ^[19] Su investigación ha contribuido a la comprensión de cómo estas propiedades ópticas influyen en las interacciones electrodinámicas cuánticas de van der Waals, cruciales para gobernar los fenómenos de humectación y el ensamblaje a mesoescala en nanotubos y materiales biomoleculares como el ADN y las proteínas. ^{[20] [21]}

French ha desarrollado entornos informáticos distribuidos y no relacionales basados ​​en Hadoop, Hbase, Ozone, Impala y Spark para la ciencia de datos y el análisis de sistemas complejos. A través de este marco, ha integrado datos de rendimiento del mundo real con conjuntos de datos experimentales basados ​​en laboratorio para dilucidar los mecanismos de degradación y las vías activas durante la vida útil de las tecnologías. ^[22] Sus métodos abarcan el modelado de redes, ^[23] ecuaciones estructurales y gráficos para cuantificar y simular sistemas espacio-temporales globales como las plantas de energía fotovoltaica. ^{[24] [25]}

En el área de Ciencias de la Degradación y la Duración de Vida (L&DS), el enfoque de French se ha extendido al examen de materiales, componentes y sistemas de larga duración expuestos al medio ambiente, incluidas tecnologías fotovoltaicas, techos y exteriores de edificios. ^[26] Para proyectos bajo DOE-SETO, ha investigado el rendimiento y la confiabilidad de la vida útil de los módulos PERC de silicio monofaciales y bifaciales y ha modelado el rendimiento de la flota fotovoltaica utilizando redes neuronales gráficas espaciotemporales (stGNN). ^{[27] [28]} Bajo su liderazgo, el Centro de Investigación SDLE ha aplicado metodologías de ciencia de datos en un amplio espectro de proyectos de energía y materiales, incluida una iniciativa financiada por ARPA-E del DOE sobre eficiencia energética en edificios. ^{[29] [30]}

Vida personal

Es hijo de James Bruce French .

Premios y honores

• 1989 – Premio de I+D para el espectrofotómetro LPLS-521 VUV-LPLS, Research & Development World ^[31]
• 1998 – Premio Fulrath, Sociedad Americana de Cerámica ^[32]
• 2020 – Premio a la investigación destacada de la facultad, Universidad Case Western Reserve ^[4]
• 2023 – Premio al inventor de la Semana de la innovación, Universidad Case Western Reserve ^[5]

Publicaciones

Paquetes de software

• Bryant, C., Wheeler, RN, Rubel, F. y French, HR (20 de diciembre de 2017). “kgc: Zonas climáticas de Koeppen-Geiger”. Centro de investigación SDLE, Universidad Case Western Reserve.
• Karimi, MA, Pierce, GB, Fada, S, J., Parrilla, AN, French, HR, Braid, LJ (8 de mayo de 2020). “PVimage: paquete para análisis de imágenes fotovoltaicas y modelado de aprendizaje automático”. SDLE Res. Cntr., Case Western Reserve University.
• Huang, WH, et al. (14 de abril de 2021). “ddiv: Extracción de características de IV basada en datos”. SDLE Res. Cntr., Case Western Reserve University.
• Wang, M., et al. (30 de abril de 2021). “SunsVoc: construcción de Suns-Voc a partir de curvas IV de series temporales al aire libre”. SDLE Res. Cntr., Case Western Reserve University.
• Huang, WH, et al. (6 de septiembre de 2023). “netSEM: modelado de ecuaciones estructurales de redes”. SDLE Res. Cntr., Case Western Reserve University.
• Fan, Y., Yu, Xuanji., Weiser, R., Wu, Y., French, HR (2023). “PVplr-stGNN: Python”. Centro de investigación SDLE, Universidad Case Western Reserve.
• Bradley, HA, et al. (18 de junio de 2024). “FAIRmaterials: Python”. SDLE Res. Cntr., Case Western Reserve University, Cleveland OH, EE. UU.
• Gordon, EJ, et al. (18 de junio de 2024). “FAIRmaterials: R.” SDLE Res. Cntr., Case Western Reserve University.

Libros

• Durabilidad y confiabilidad de polímeros y otros materiales en módulos fotovoltaicos (2019) ISBN 978-0-12-811545-9

Artículos seleccionados

• French, RH (1990). Estructura de banda electrónica de Al2O3 _, en _comparación con AlO y AlN. Journal of the American Ceramic Society, 73(3), 477–489.
• McNeil, LE, Grimsditch, M. y French, RH (1993). Espectroscopia vibracional de nitruro de aluminio. Journal of the American Ceramic Society, 76(5), 1132–1136.
• French, RH, Glass, SJ, Ohuchi, FS, Xu, YN y Ching, WY (1994). Determinación experimental y teórica de la estructura electrónica y las propiedades ópticas de tres fases de ZrO ₂ . Physical Review B, 49(8), 5133.
• Van Benthem, K., Elsässer, C., y French, RH (2001). Estructura electrónica en masa de SrTiO ₃ : Experimento y teoría. Revista de física aplicada, 90(12), 6156–6164.
• French, RH, Parsegian, VA, Podgornik, R., Rajter, RF, Jagota, A., Luo, J., ... y Zemb, T. (2010). Interacciones de largo alcance en la ciencia a nanoescala. Reseñas de Física Moderna, 82(2), 1887–1944.
• French, RH y Tran, HV (2009). Litografía por inmersión: fotomáscara y materiales a nivel de oblea. Revisión anual de investigación de materiales, 39(1), 93–126.
• Karimi, AM, Wu, Y., Koyuturk, M. y French, RH (mayo de 2021). Red neuronal de grafos espaciotemporales para la predicción del rendimiento de sistemas de energía fotovoltaica. En Actas de la conferencia AAAI sobre inteligencia artificial, 35(17), 15323–15330.
• Ciardi, TG, Nihar, A., Chawla, R., Akanbi, O., Tripathi, PK, Wu, Y., ... y French, RH (2024). Ciencia de datos de materiales utilizando CRADLE: un enfoque distribuido y centrado en los datos. MRS Communications, 1–11.
• Yue, W., Mehdi, MR, Tripathi, PK, Willard, MA, Ernst, F. y French, RH (2024). Exploración del análisis de fracción de fase de difracción de rayos X 2D con redes neuronales convolucionales: perspectivas a partir de simulaciones de difracción cinemática. MRS Advances, 1–8.
• Akanbi, OD, Bhuvanagiri, DC, Barcelos, EI, Nihar, A., Gonzalez Hernandez, B., Yarus, JM, & French, RH (2024). Integración del análisis geoespacial multiescala para monitorear el crecimiento de cultivos, la distribución de nutrientes y la dinámica hidrológica en sistemas agrícolas a gran escala. Journal of Geovisualization and Spatial Analysis, 8(1), 9.

Referencias

1. "Case School of Engineering–Roger French". 9 de junio de 2023.
2. "Google Académico–Roger H. French".
3. "Patentes de Google–Roger French".
4. "Roger French recibe el premio de investigador destacado de la Universidad". 22 de abril de 2020.
5. "CWRU–Semana de la Innovación". 18 de agosto de 2023.
6. "Miembros de la Sociedad Americana de Cerámica" (PDF) .
7. "IEEE–Roger H. French".
8. "Case Western Reserve obtiene una subvención federal de 14,2 millones de dólares para poner en marcha un innovador centro de excelencia en ciencia de datos de materiales". 27 de septiembre de 2022.
9. "Centro de ciencia de datos de materiales para la gestión de existencias: personas".
10. "MDS-Rely–Roger French".
11. "CASFER–Roger French, PhD".
12. Van Benthem, K.; Elsässer, C.; French, RH (2001). "Estructura electrónica en masa de SrTiO 3: experimento y teoría". Journal of Applied Physics . 90 (12): 6156–6164. doi :10.1063/1.1415766.
13. McNeil, Laurie E.; Grimsditch, Marcos; French, Roger H. (1993). "Espectroscopia vibracional de nitruro de aluminio". Revista de la Sociedad Cerámica Americana . 76 (5): 1132–1136. doi :10.1111/j.1151-2916.1993.tb03730.x.
14. Tan, Guo-Long; Lemon, Michael F.; French, Roger H. (2003). "Propiedades ópticas y fuerzas de dispersión de London de sílice amorfa determinadas por espectroscopia ultravioleta de vacío y elipsometría espectroscópica". Journal of the American Ceramic Society . 86 (11): 1885–1892. doi :10.1111/j.1151-2916.2003.tb03577.x.
15. Jones, DJ; French, RH; Müllejans, H.; Loughin, S.; Dorneich, AD; Carcia, PF (1999). "Propiedades ópticas de AlN determinadas mediante espectroscopia ultravioleta de vacío y datos de elipsometría espectroscópica". Journal of Materials Research . 14 (11): 4337–4344. Bibcode :1999JMatR..14.4337J. doi :10.1557/JMR.1999.0587.
16. "Fotomáscaras en blanco que comprenden un desplazador de fase transmisivo incorporado".
17. "Composiciones poliméricas transparentes a la luz ultravioleta y al vacío y sus usos".
18. "Uso de polímeros parcialmente fluorados en aplicaciones que requieren transparencia en el ultravioleta y ultravioleta de vacío".
19. "Elemento óptico que produce una región modulada de mayor intensidad de luz y célula fotovoltaica ópticamente mejorada y dispositivo de iluminación LED que lo incluye".
20. Rajter, Rick F.; Podgornik, Rudi; Parsegian, V. Adrian; French, Roger H.; Ching, WY (2007). "Interacciones de dispersión de van der Waals–London para cilindros ópticamente anisotrópicos: nanotubos de carbono de pared simple metálicos y semiconductores". Physical Review B . 76 (4): 045417. Bibcode :2007PhRvB..76d5417R. doi :10.1103/PhysRevB.76.045417.
21. Schimelman, Jacob B.; Dryden, Daniel M.; Poudel, Lokendra; Krawiec, Katherine E.; Ma, Yingfang; Podgornik, Rudolf; Parsegian, V. Adrian; Denoyer, Linda K.; Ching, Wai-Yim; Steinmetz, Nicole F.; French, Roger H. (2015). "Propiedades ópticas y transiciones electrónicas de oligonucleótidos de ADN en función de la composición y la secuencia de apilamiento". Química física Química Física . 17 (6): 4589–4599. Código Bibliográfico :2015PCCP...17.4589S. doi :10.1039/C4CP03395G.
22. Bruckman, Laura S.; Wheeler, Nicholas R.; Ma, Junheng; Wang, Ethan; Wang, Carl K.; Chou, Ivan; Sun, Jiayang; French, Roger H. (2013). "Análisis estadístico y de dominio aplicado a la ciencia de la degradación y la vida útil de los módulos fotovoltaicos". IEEE Access . 1 : 384–403. Bibcode :2013IEEEA...1..384B. doi :10.1109/ACCESS.2013.2267611.
23. Venkat, Sameera Nalin; Liu, Jiqi; Yu, Xuanji; Wegmueller, Jakob; Rath, Kunal; Li, Xinjun; Jaubert, Jean-Nicolas; Braid, Jennifer L.; French, Roger H.; Bruckman, Laura S. (2022). "Evaluación de estrategias de empaquetado de módulos fotovoltaicos de PERC monofacial y bifacial mediante modelado de redes de vías de degradación". 2022 IEEE 49th Photovoltaics Specialists Conference (PVSC) . págs. 1020–1027. doi :10.1109/PVSC48317.2022.9938854. ISBN 978-1-7281-6117-4.OSTI 1922071  .
24. Fan, Yangxin; Wieser, Raymond; Bruckman, Laura; French, Roger; Wu, Yinghui (2024). "Aprendizaje de gráficos espacio-temporales compatibles con paralelismos para el análisis de degradación fotovoltaica a escala". arXiv : 2402.08470 [cs.LG].
25. Fan, Yangxin; Wieser, Raymond; Yu, Xuanji; Wu, Yinghui; Bruckman, Laura S.; French, Roger H. (2024). "Uso de redes neuronales de grafos espacio-temporales para estimar patrones de degradación del rendimiento fotovoltaico en toda la flota". PLOS ONE . ​​19 (2): e0297445. Bibcode :2024PLoSO..1997445F. doi : 10.1371/journal.pone.0297445 . PMC 10866472 . PMID  38354115. 
26. Bruckman, Laura S.; Wheeler, Nicholas R.; Kidd, Ian V.; Sun, Jiayang; French, Roger H. (2013). "Desarrollo de una vía estadística científica para la degradación y la vida útil de la energía fotovoltaica: degradación acrílica". En Dhere, Neelkanth G.; Wohlgemuth, John H.; Lynn, Kevin W. (eds.). Fiabilidad de células, módulos, componentes y sistemas fotovoltaicos VI . Vol. 8825. págs. 88250D. doi :10.1117/12.2024717.
27. Karimi, Ahmad Maroof; Wu, Yinghui; Koyuturk, Mehmet; French, Roger H. (2021). "Red neuronal de gráficos espaciotemporales para la predicción del rendimiento de los sistemas de energía fotovoltaica". Actas de la Conferencia AAAI sobre Inteligencia Artificial . 35 (17): 15323–15330. doi :10.1609/aaai.v35i17.17799.
28. "Cómo hacer que los paneles solares duren más". 28 de marzo de 2018.
29. "Tecnología de seguridad ambiental". 30 de mayo de 2023.
30. "Sistemas y métodos de análisis de datos para auditorías energéticas virtuales y evaluación de captura de valor de edificios".
31. "Archivo de ganadores de R&D 100".
32. "Premio Richard M. Fulrath: Historia de los premiados" (PDF) .