私の世界一周:文化と科学分野を越えて

Fatemeh Rezaeifar, Nanofabrication Lab

ファテメ レザイファル


This blog was translated from the original English Version

私は18歳ごろ、文部科学省奨学金で大学の勉強をしに日本へ留学しました。日本は技術的に私の国と随分違って、非常にびっくりしました。その時、東京大学で私はたった一人の女性で外国人の学生でした。電気工学の実験室でオシロスコープの原理を発見したり、トランジスタについて勉強したり、高電圧の機械を使ったりしたことを良く覚えています。私たちの実験は良く知られていた実験を再現することに制限されていたのですが、私は新しいことを習いためとても興奮していました。もっと学びたかった。

私はデバイスのナノギャップで起こる電子放電について研究したかった。東京大学でたった一人の女性の先生がその研究を指導してくれました。高電圧研究所の熊田先生 は私のロールモデルで、大学院に進むことを薦めてくれました。修士発表の後すぐに私はこう思いました:この小さな研究経験は私のアカデミックな研究の終わりではないだろう。電気工学の博士課程に進むことを決定しました。


“留学生にとって、米国のユニークな教育制度や学問的価値を理解するためのコースが非常に役にたつと私は信じています。”


その頃、私は日本の年功制度に随分慣れてきていて、今でも、日本人のチームワークに感動しています。日本では、すべてのことがうまく整理されていて、私は日常生活でたくさんのハイテクを楽しんでいました;秋葉原電気街で遊んだり、素晴らしい日本の新幹線で東京から大阪までたった二時間で移動できることに感動したりしました。けれども、私は最後のアカデミックな旅路としてアメリカ留学を考えました。

私の大学院のアドバイザーで人生の指導者である日高先生からアドバイスを受けて、アメリカの留学を始めました。日本を出る前、おいしい寿司をいただいた上に、私が決して忘れないアドバイスをくれました: Fatemeh さん! 「日本のアカデミアでは、他の学生の前であなたの研究を強く批判することはなかったので、科学的な積極性を体験する機会はありませんでした。国外での機会を是非とも活用し、自分の仕事を積極的に守る準備をしてください。」

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    Fatemeh in the USC Cleanroom with her integrated  electron emission device. Photo Credit: USC Viterbi

  • Fatemeh Rezaeifar, Nanofabrication, Nanofab, USC

    Close up of the integrated electron emission device. PHOTO CREDIT: USC Viterbi

彼のアドバイスを念頭に置いて、University of Southern CaliforniaのMing Hsieh 電子電気工学部の博士課程で勉強し始めました。私はすぐに彼のアドバイスをよりよく理解しました!自分のアイデアを提示し、自分の仕事を積極的に守ることを直ちに学ばなければなりませんでした。同時に、私は集積フォトニクスの設計、およびデバイスの特性評価の分野で驚くべき研究に参加していました。新しい博士課程の学生として、問題に関しての限界を学んで、目標を達成するための可能な選択肢で解決策を見つける訓練を受けました。またPhDの生活をはるかに簡単にするアドバイスとスキルを頂きました!留学生にとって、米国のユニークな教育制度や学問的価値を理解するためのコースが非常に役にたつと私は信じています。これらの相違点に精通することで、私たちはより戦略的になれ、PhDのプロジェクトに専念し、論文執筆を円滑に進めることができると思います。

PhDプロジェクトとして取り組むための新たな挑戦を探していた時、私のアドバイザーDr. Rehan Kapadiaは、高速かつ高出力の電子放出デバイスのための集積フォトニクスアプローチを利用することを提案してくれました。これらのデバイスは、主に防衛、イメージング•センシング、エレクトロニクスに利用されます。具体的には、真空電子デバイス、高出力THz発生源、自由電子レーザー源、超高速反応から画像を取得するための時間分解電子顕微鏡の開発が研究の重要な分野です。

これまで、これらのアプリケーションでは、集積フォトニクス手法は検討されていませんでした。そのため、我々は集積フォトニックアプローチの効率の向上と過渡的応答を一から評価しなければならなかった。

当時、私はこの2年間の努力がEE部門研究祭の第1等賞、AFOSRの大規模な資金獲得と、私自身の手によって完全に研究室で作られたまったく新しい技術に実るとは想像もしなかった。

まず、光と電子エミッタ材料の相互作用を高めするに、「光共振器」の主なコンポーネントを設計し、エミッタの過渡的応答を評価しました。 6ヶ月の光学再設計と評価の後、Dr. Kapadiaと私はこのアプローチが有望であると結論付け、彼がAFOSRの資金調達に成功しました。その時までに、私たちは研究を行うためのアイデアでいっぱいの2つの頭と新しい研究室を持っていました!


“プロセス全体を開発し、サンプルを真空チャンバにロードし、最終的に集積光導波路を介して電流を検出したことは、私の大学院全体で最高の瞬間でした。”


次の6ヶ月間は、真空チャンバ内に光学部品を供給できるとともに、2時間で10-8 Torrに達する超高真空(UHV)システムの構築とテストに焦点を絞りました。そのプロジェクトでは、永続的に回転するスクリュー、UHVを達成するためのベークアウト技術から、適切な光学的電気的生成および検出装置を見つける方法まで、たくさんの新しい技術を学ばなければなりませんでした。実験研究者として、自分の仕事を創造して取り入れるプロセスは私にとっては新しい経験でした。私のアドバイザーの助けと助言に感謝します。

最後に、鋭い先端のシリコンアレイ(USCのクリーンルームで製造した)上にグラフェンを転送して、エミッタの特性設定を検証した後、私はグラフェンを含むプロトタイプの集積導波路を介する放出デバイスを製造するためのレイアウトおよび製造手順の開発を開始することに自信を持った。その後、光ファイバから光導波路にレーザを結合するプラットフォームに取り組みました。プロセス全体を開発し、サンプルを真空チャンバにロードし、最終的に集積光導波路を介して電流を検出したことは、私の大学院全体で最高の瞬間でした。独立した斬新な研究成果の実感は自己実現を提供します。

私は女の子が失敗しても夢をあきらめないように励まします。困難を克服し、文化の違いを理解し、学び、障害を勝利に変えるために戦う。 Noel Coward氏は、「成功の秘訣は、失敗から生き残る能力です」と述べています。


ファテメ レザイファルはDr. Rehan Kapadiaの研究室(Laboratory for Photons, Electrons, and Materials)で博士課程を勉強しています。彼女は2017EE部門研究祭の第1等賞を獲得しました。ここで彼女のストーリーと勝利した研究のプレゼンテーションをご覧ください

クリーンルームを準備す

試作品の製作

デバイスへのレーサ光結合

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