Zephyrnet-logo

Onderzoek naar interacties van licht en materie

Datum:

Juejun Hu groeide op in een klein stadje in de provincie Fujian in het zuiden van China en werd al op jonge leeftijd blootgesteld aan techniek. Zijn vader, opgeleid als werktuigbouwkundig ingenieur, werkte eerst in dat vakgebied, daarna in de elektrotechniek en daarna in de civiele techniek.

'Hij heeft me vroeg in het veld laten zien. Hij bracht me boeken en vertelde me verhalen van interessante wetenschappers en wetenschappelijke activiteiten, 'herinnert Hu zich. Dus toen het tijd was om naar de universiteit te gaan - in China moeten studenten hun major kiezen voordat ze zich inschrijven - koos hij voor materiaalkunde, in de veronderstelling dat dat veld zijn interesses in wetenschap en techniek overschreed. Hij volgde die major aan de Tsinghua University in Beijing.

Van die beslissing heeft hij nooit spijt gehad. 'Inderdaad, het is de juiste keuze', zegt hij. 'Het was een toevallige keuze.' Hij vervolgde zijn doctoraat in materiaalkunde aan het MIT en werkte daarna viereneenhalf jaar als assistent-professor aan de Universiteit van Delaware voordat hij bij de MIT-faculteit kwam. Vorig jaar behaalde Hu een aanstelling als universitair hoofddocent bij de afdeling Materials Science and Engineering van MIT.

In zijn werk bij het Instituut heeft hij zich gericht op optische en fotonische apparaten, waarvan de toepassingen onder meer het verbeteren van snelle communicatie, het observeren van het gedrag van moleculen, het ontwerpen van betere medische beeldvormingssystemen en het ontwikkelen van innovaties in consumentenelektronica zoals beeldschermen en sensoren zijn.

'Ik raakte gefascineerd door licht', zegt hij en herinnert zich hoe hij op dit gebied begon te werken. 'Het heeft zo'n directe impact op ons leven.'

Hu ontwikkelt nu apparaten om tegen zeer hoge snelheid informatie te verzenden, voor datacenters of krachtige computers. Dit omvat werkzaamheden aan apparaten die optische diodes of optische isolatoren worden genoemd, waardoor licht slechts in één richting kan passeren, en systemen voor het koppelen van lichtsignalen in en uit fotonische chips.

Hu richt zich de laatste tijd op het toepassen van machine-learningmethoden om de prestaties van optische systemen te verbeteren. Zo heeft hij een algoritme ontwikkeld dat de gevoeligheid van een spectrometer verbetert, een apparaat om de chemische samenstelling van materialen te analyseren op basis van hoe ze verschillende lichtfrequenties uitstralen of absorberen. De nieuwe aanpak maakte het mogelijk om een ​​apparaat dat normaal gesproken omvangrijke en dure apparatuur nodig heeft, te verkleinen tot de grootte van een computerchip, door het vermogen te verbeteren om willekeurige ruis te ondervangen en een schoon signaal te geven.

De geminiaturiseerde spectrometer maakt het mogelijk om de chemische samenstelling van individuele moleculen te analyseren met iets 'kleins en robuusts, ter vervanging van apparaten die groot, delicaat en duur zijn', zegt hij.

Veel van zijn werk omvat momenteel het gebruik van metamaterialen, die niet in de natuur voorkomen en meestal worden gesynthetiseerd als een reeks ultradunne lagen, zo dun dat ze op nieuwe manieren met golflengten van licht interageren. Deze kunnen leiden tot componenten voor biomedische beeldvorming, beveiligingstoezicht en sensoren op consumentenelektronica, zegt Hu. Een ander project waaraan hij heeft gewerkt, was het ontwikkelen van een soort optische zoomlens op basis van metamaterialen, die geen bewegende delen gebruiken.

Hu zoekt ook naar manieren om fotonische en fotovoltaïsche systemen te maken die flexibel en rekbaar zijn in plaats van stijf, en om ze lichter en compacter te maken. Dit zou installaties mogelijk kunnen maken op plaatsen die anders niet praktisch zouden zijn. "Ik ben altijd op zoek naar nieuwe ontwerpen om een ​​nieuw paradigma in de optica te starten, iets [te produceren] dat kleiner, sneller, beter en goedkoper is", zegt hij.

Hu zegt dat de focus van zijn onderzoek tegenwoordig vooral ligt op amorfe materialen - waarvan de atomen willekeurig zijn gerangschikt in tegenstelling tot de geordende roosters van kristalstructuren - omdat kristallijne materialen zo goed bestudeerd en begrepen zijn. Als het echter om amorfe materialen gaat, 'is onze kennis amorf', zegt hij. 'Er zijn veel nieuwe ontdekkingen in het veld.'

Hu's vrouw, Di Chen, die hij ontmoette toen ze allebei in China waren, werkt in de financiële sector. Ze hebben tweelingdochters, Selena en Eos, die 1 jaar oud zijn, en een zoon Helius van 3 jaar. Welke vrije tijd hij ook heeft, Hu zegt dat hij graag dingen doet met zijn kinderen.

Herinnerend waarom hij zich aangetrokken voelde tot MIT, zei hij: "Ik hou van deze zeer sterke technische cultuur." Hij houdt vooral van het sterke ondersteuningssysteem van MIT om nieuwe vooruitgang uit het laboratorium te halen en in de praktijk toe te passen. 'Dit is wat ik echt nuttig vind.' Als er nieuwe ideeën uit het lab komen, 'zie ik ze graag echt bruikbaar worden', voegt hij eraan toe.


Bron: http://news.mit.edu/2020/juejun-hu-light-and-matter-0701

spot_img

Laatste intelligentie

spot_img