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アレック・ナイジェル・ブロアーズ男爵（Alec Nigel Broers, Baron Broers、1938年9月17日生まれ）はイギリスの電気技師である。[ 1 ] [ 2 ]
1994年、ブロアーズは電子ビームリソグラフィーと顕微鏡への貢献、およびマイクロファブリケーションにおけるリーダーシップが認められ、米国工学アカデミーの国際会員に選出された。
ブロアーズはインドのカルカッタで生まれ、オーストラリアのジーロング・グラマー・スクール、メルボルン大学、そしてイギリスのケンブリッジ大学ゴンヴィル・アンド・カイウス・カレッジで教育を受けた。
ブロアーズはその後、米国IBMの研究開発研究所で19年間勤務し、1984年にケンブリッジ大学に戻り、電気工学教授（1984年～1996年）およびトリニティ・カレッジのフェロー（1985年～1990年）に就任した。彼はナノテクノロジーの先駆者である。
ブロアーズはその後、ケンブリッジ大学チャーチル・カレッジの学長（1990～1996年）およびケンブリッジ大学工学部長（1993～1996年）に就任した。1996年から2003年までケンブリッジ大学の副総長を務めた。1997年には、スコットランド技術者・造船技術者協会からマクミラン記念講演を依頼され、「創造的なエンジニアの役割と教育」というテーマを選んだ。[ 3 ] 1998年にナイトの称号を授与され、2004年にはケンブリッジシャー州ケンブリッジのブロアーズ男爵として無所属の終身貴族に叙せられた。 [ 4 ]ブロアーズ卿は2004年から2007年まで貴族院の科学技術委員会の委員長を務め、 2001年から2006年まで王立工学アカデミーの会長を務めた。
2008年9月、ブロアーズ卿は、英国で45年ぶりに建設された最大規模の新しい科学施設であるダイヤモンド・ライトソースの取締役会長に、デイビッド・クックシー卿の後任として就任した。
ブロアーズ卿は、大学、カレッジ、学術機関、専門機関から20以上の名誉学位とフェローシップを授与されています。彼は、米国工学アカデミー、中国工程院、オーストラリア技術科学工学アカデミー、アメリカ哲学協会の外国人会員です。[ 5 ]彼は1985年に英国王立工学アカデミーのフェローに選出されました。 [ 6 ]彼は1986年に王立協会に選出されました。彼は1982年に米国物理学会から物理学の産業応用賞、1985年にIEEEのクレド・ブルネッティ賞、2001年に英国王立工学アカデミーのプリンス・フィリップ・メダルを授与されました。
ブロアーズは1961年にケンブリッジ大学工学部で研究キャリアをスタートさせ、チャールズ・オートリー教授、後にウィリアム・C・ニクソン博士と共に、走査型電子顕微鏡（SEM）でイオンエッチングを受ける表面のその場観察研究を行った。彼が使用した顕微鏡は元々オートリーが製作したもので、その後ギャリー・スチュワートが改良を加え、さらにイオンを試料表面に集束させるイオン源を追加した。オートリー教授の教え子でもあったギャリー・スチュワートはその後ケンブリッジ・インスツルメント社に移り、世界初の商用SEMであるステレオスキャンの設計と製造を監督した。ブロアーズは博士課程の研究中に、元の静電レンズの代わりに磁気最終レンズを取り付けてSEMを再構築し、顕微鏡の解像度を約10 nmまで向上させました。そして、イオンエッチングされた表面を調べた後に、顕微鏡の電子ビームを使用して初めてパターンを書き込み、[ 10 ]その後、イオンエッチングを使用してこれらのパターンを金、タングステン、シリコンの構造に40 nmという小さなサイズで転写しました 。これらは、マイクロエレクトロニクス回路に適した材料で作られた最初の人工ナノ構造であり、今後数十年で起こる電子回路の極限的な小型化の可能性を開きました。
ケンブリッジ大学を卒業後、ブロアーズ卿は米国IBMで約20年間研究開発に従事した。ニューヨークのトーマス・J・ワトソン研究所で16年間、イースト・フィッシュキル開発研究所で3年間、そして最後に本社で勤務した。トーマス・J・ワトソン研究所での最初の任務は、当時電子顕微鏡で使用されていたタングステン線フィラメントに代わる長寿命の電子放出源を見つけることだった。IBMは電子ビームを用いて写真フィルムに書き込むことで、世界初の10億ビットのコンピュータストレージを構築していたが、タングステンフィラメント光源の寿命が比較的短いことは許容できなかった。この問題を解決するため、彼はLaB6放出体を用いた最初の実用的な電子銃を開発した。[ 11 ] [ 12 ]これらのエミッターは寿命の問題を解決しただけでなく、タングステンフィラメントよりも高い電子輝度も提供し、1960年代後半から1970年代前半にかけて、彼はこの利点を活用し、以前のSEMよりも高い解像度（ 二次電子表面モードで3 nm）[ 13 ]を実現した表面検査用の新しいSEMを2台構築し、その後、 ビームサイズが0.5 nmの短焦点距離装置を構築しました。[ 14 ]彼は2台目のSEMを使用して、透過モードで薄いサンプルを検査し、サンプルの表面から散乱された高エネルギー電子を使用して固体サンプルを検査しました。この電子は、SEMでの使用を提案したオリバー・C・ウェルズによって「低損失電子」と呼ばれていました。当初、この高解像度低損失モードは、ニューヨーク大学[ 15 ]およびニュージャージー州の退役軍人病院[ 16 ]の研究者と共同でバクテリオファージと血液細胞を検査するために使用されましたが、彼の研究の大部分は、シリコンチップの製造に馴染みつつあったリソグラフィー技術を使用して物を描くためのツールとして顕微鏡を使用することに費やされました。彼と彼の同僚のマイケル・ハツァキスは、これらの新しい電子ビームリソグラフィーを使用して、ミクロンサイズのシリコントランジスタを初めて作成しました[ 17 ] 。また、サブミクロンサイズのトランジスタも作成し、電子デバイスの寸法を当時使用されていた寸法よりもはるかに小さくできる可能性があることを示しました。
「IBM研究所での研究は素晴らしい経験でした」と彼は回想する。「趣味をそのまま仕事にしたようなものです」。電子機器でいっぱいの部屋で、新しいものを作ったりテストしたりして時間を過ごせたことに、彼はこの上ない喜びを感じていた。世界でも有数の「電子機器の遊び場」とも言える研究所で、彼は約16年間研究に没頭し、顕微鏡や小型部品製造装置を製作した。1977年には、当時IBMの4万人のエンジニアと科学者のうちわずか40人ほどにしか与えられなかった名誉あるIBMフェローの地位を与えられた。これにより、彼は自分の望むどんな研究の道も自由に追求することができ、当時マイクロファブリケーションと呼ばれていた分野の限界を押し広げる研究を続けた。その後10年間、彼は電子ビームリソグラフィーの究極的な解像度を測定する一連の綿密な実験を行い[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]、その後、最高解像度の方法を使用して電子デバイスを製造しました。
解像度を制限する有害な影響の 1 つは、サンプルのバルクから後方散乱された電子の曇り効果でした。これを回避するため、ブロアーズとセジウィックは、インクジェットプリンターのヘッドを作るのに使われる技術を使用して薄膜基板を発明しました。[ 21 ]この膜は、後方散乱電子を効果的に除去できるほど十分に薄かった。これらの膜基板により、寸法が 10 nm 未満の最初の金属構造を 製造してテストすることが可能になりました。[ 22 ]これらの寸法が単一ナノメートルで測定されるようになったため、彼と彼の同僚は、それまで一般的だった接頭辞「マイクロ」を使用する代わりに、これらのナノ構造とそれらを作るのに使用された技術をナノファブリケーションと呼ぶことにしました。[ 23 ] [ 24 ]これらの膜サンプルは、何年も後に MEMS (マイクロ電気機械)デバイスや、生体医療用途の「カンチレバー」としても使用されました。
ケンブリッジに戻ったブロアーズ卿は、IBMで発見したいくつかの新しい製造方法を開発することで、原子スケールまで小型化技術を拡張するためにナノファブリケーション研究所を設立しました[ 26 ] [ 27 ] 。彼は400kV透過型電子顕微鏡（JEOL 4000EX）を改造し、走査モードで動作させ、最小ビームサイズを約0.3nmにしました 。彼はこのシステムを使用して、ベルギーのルーヴェンにあるIMECマイクロエレクトロニクス研究所の研究者と協力し、これまでに作られた中で最小かつ最速の電界効果トランジスタのいくつかを製作しました[ 28 ] 。
彼はナノリソグラフィーと電子顕微鏡に関する自身の研究を、Advances in Imaging and Electron Physics、2024年の第231巻で説明している。[ 29 ]