エヴァン・オニール・ケイン（物理学者）

エヴァン・オニール・ケイン（1924年12月23日 - 2006年3月23日）は、出版物ではEOケインとして知られ、現在民生用電子機器やその他の電子機器に使用されている半導体理論の基礎を確立したアメリカの物理学者です。彼はバンド構造を計算するために使用されるk·p摂動理論の主要な開発者の一人でした。^[1]

ケインの大叔父であるエリシャ・ケント・ケインは北極探検家で、1850年代に自身の旅について本を書いている。彼の曽祖父であるトーマス・ライパー・ケインはペンシルバニア州ケインの町を創設し、南北戦争の将軍だった。^[2]彼は地下鉄道にも協力し、ソルトレイクシティのモルモン教徒と戦争をしないようブキャナン政権に説得して成功した。ケインの祖父もエヴァン・オニール・ケインという名前で、局所麻酔の考えに魅了され、その効果を示すために自ら虫垂を外科手術で切除したほどの医師だった。

^{ケインは1924年12月23日[3] [4] [5]に}ペンシルバニア州ケインで生まれた。父のトーマス・ライパー・ケインは1933年に肺炎で亡くなった。^[6]その後、ケインは母や兄弟とともにフロリダ州デイトナビーチに移り、高校時代までそこで過ごした。

ケインはプリンストン大学の学部生だったが、第二次世界大戦中は軍に従軍するため学業を中断した。 1948年にプリンストン大学を卒業し、そのままコーネル大学に進学して物理学の博士号を取得し、1953年に真空管技術に関する実験プロジェクトで博士号を取得した。その後、ニューヨーク州スケネクタディのゼネラル・エレクトリック研究所に加わった。そこで、当時新しい分野であった半導体研究の理論的基礎の構築に貢献し始めた。科学雑誌に多数論文を発表。おそらく最もよく知られている論文は、1956年に発表された固体の構造を計算する手法に関するものである。^{[7]この手法は、バンド構造計算における}k·p法と呼ばれている。

ケインは 1959 年にゼネラル・エレクトリックを離れ、カリフォルニアのヒューズ・エアクラフト社に入社し、その後 1961 年にニュージャージー州マレーヒルのベル研究所の理論物理学部門に異動しました。AT &Tが解体されるまで、実験物理学と理論物理学の接点であるベル研究所で半導体研究を続けました。その後、 1984 年に退職するまでベルコア社に勤務しました。^{[出典が必要]}

ケインは1950年にペンシルベニア州ランカスターでアン・バスラーと結婚した。二人はニュージャージー州ニュープロビデンスで40年以上一緒に暮らし、3人の子供を育て、1本の論文を共著した。^[8]

1974年、彼は50歳以上のマラソン部門で国内2位になった。彼は残りの人生のほとんどを、孫や教会のグループを含む乳児、幼児、小さな子供たちの保育に費やした。彼は2006年に81歳で亡くなった。死因は骨髄増殖性疾患と骨髄異形成に伴う合併症だった。^{[3] [5]}彼には3人の子供がいた。^[5]

ケインは、 k·p摂動法を用いて、半導体のエネルギーバンド構造のケインモデルまたはケインハミルトニアンとして知られるようになったものを決定した。 ^[9]ケインハミルトニアンは、sp ³結合半導体（ IV、III-V、II-VI族半導体）の価電子帯と伝導帯を記述する。この1957年の出版物は、発見から50年以上経った今でも科学文献や教科書でよく取り上げられている（現代の引用索引では1990年代半ば以前に出版された論文の引用数が実際よりも少なくカウントされているにもかかわらず、この論文は約3377回引用されている^[10]）。このモデルは、現在では、それが論じられている書籍、特にYuとCardonaの著書『半導体の基礎』で引用されることが多い。^[11]

VoonとWillatzen ^[12]は、 k·p法に関する著書の中で、数章を割いてKaneモデルを説明しています。彼らは、Kaneの準縮退摂動論アプローチがバンドギャップの小さい半導体に有効であったと述べています。Kaneは、最低伝導帯を追加することで、以前の価電子帯モデルを改良しました。このモデルは、後にガリウムヒ素（GaAs）などの材料の非放物線性を考慮に入れるために拡張されました。このモデルは、半導体技術で使用される材料のほとんどを本質的に説明します。これらの半導体の電子工学および光学応答を説明する理論文献はすべて、このモデルに大きく依存しており、サイズが制限された結晶構造における量子現象の非常に活発な分野も同様です。

• Kane, EO (1956). 「P型ゲルマニウムとシリコンのエネルギーバンド構造」 Journal of Physics and Chemistry of Solids 1(1-2): 82-99. (引用数 721 ^[10] )
• Kane, EO (1957). 「アンチモン化インジウムのバンド構造」 Journal of Physics and Chemistry of Solids 1(4): 249-261. (引用数 3377 ^[10] )
• Kane, EO (1959). 「バンド構造への半経験的アプローチ」 Journal of Physics and Chemistry of Solids 8: 38-44. (引用数 28 ^[10] )
• ケイン、EO (1959)。「半導体におけるツェナートンネル効果」固体物理化学ジャーナル12(2):181-188。(引用数749 ^[10] )
• ケイン、EO (1961)。「トンネル理論」応用物理学ジャーナル32(1):83-&。(引用数778 ^[10] )
• Kane, EO (1963). 「不純半導体バンド構造へのトーマス・フェルミアプローチ」 Physical Review 131(1): 79-&. (引用数 691 ^[10] )
• Kane, EO (1967). 「シリコン中の電子対生成による電子散乱」 Physical Review 159(3): 624-&. (引用数 481 ^[10] )
• Chandrasekhar, M., Cardona, M. および Kane, EO (1977)。「高濃度ドープ N-SI における自由キャリアによるバンド内ラマン散乱」Physical Review B 16(8): 3579-3595。(引用数 66 ^[10] )
• Kane, EO および AB Kane (1978)。「ワニエ関数の直接計算 - SI価電子帯」Physical Review B 17(6): 2691-2704。(引用数 53 ^[10] )
• バラフ、GA、EO ケイン、M. シュルーター (1980)。「シリコン空孔の理論 - アンダーソン負Uシステム」フィジカルレビューB 21(12): 5662-5686。(引用数447 ^[10] )