フランツ・ヨーゼフ・ギーシブル

フランツ・ヨーゼフ・ギーシブル
生まれる	(1962-05-27)1962年5月27日
母校	チューリッヒ工業大学、ミュンヘン工科大学
科学者としてのキャリア
フィールド	実験物理学
機関	レーゲンスブルク大学
学術アドバイザー	ゲルト・ビニヒ、ゲルハルト・アブストライター

フランツ・ヨーゼフ・ギーシブル（1962年5月27日、アメラン生まれ）は、ドイツの物理学者であり、レーゲンスブルク大学の大学教授である。

ギーシブルは、1982年から1987年までミュンヘン工科大学とチューリッヒ工科大学で物理学を学びました。1988年にゲルハルト・アブストライター教授のもとで実験物理学の学位を取得し、その後、IBMミュンヘン物理学グループで原子間力顕微鏡法の研究を行い、ノーベル賞受賞者のゲルト・ビニングのもとで物理学の博士号を取得しました。1991年末に博士論文を提出した後、IBMミュンヘン物理学グループで博士研究員として6か月間勤務し、その後シリコンバレーに移り、パーク・サイエンティフィック・インストゥルメンツ社に上級科学者として入社し、1992年半ばから1994年末まで真空製品担当ディレクターを務めました。1995年から1996年まで、経営コンサルティング会社マッキンゼー・アンド・カンパニーのミュンヘン事務所にシニアアソシエイトとして勤務しました。その間、彼は原子間力顕微鏡用の新しいプローブであるqPlusセンサー[ ^{1]を発明し、2001年に博士号を取得した}アウクスブルク大学のヨッヘン・マンハート教授の指導の下、原子間力顕微鏡に関する実験的および理論的研究を継続した。

2005年、ブリストル大学（イギリス）とレーゲンスブルク大学（ドイツ）の教授職に就く。 ^{[2] 2006年、ドイツの}レーゲンスブルク大学物理学部の教授に就任。^{[3] 2005年頃から}IBMアルマデン研究所とIBMチューリッヒ研究所の走査型トンネル顕微鏡グループと協力し、2010年頃からは国立標準技術研究所と協力して、極低温での走査型トンネル顕微鏡と原子間力顕微鏡を組み合わせた技術の確立に貢献した。2015年秋から2016年春にかけて、国立標準技術研究所のナノサイエンス技術センター（CNST）の客員研究員、およびメリーランド大学カレッジパーク校の客員教授を務めた。

ギーシブルの実験的かつシミュレーション的なイメージのいくつかは、ビジュアルアーティストのゲルハルト・リヒターによるオフセット印刷作品『Erster Blick』（2000年）^[4]や『Graphit』（2004年）^[5]に影響を与えた。

フランツ・ギーシブルは結婚しており、二人の息子がいます。

ギーシブルは原子分解能を有する表面科学ツールとして原子間力顕微鏡を確立し、^[6]非接触型原子間力顕微鏡の分野を立ち上げました。彼はチームとともに、原子レベル以下の空間分解能も達成し (FJ Giessibl, S. Hembacher, H. Bielefeldt, J. Mannhart, Science 2000)、^{[7] [8] [9] [10] [11]}、原子間力顕微鏡の画期的な実験^{[12] [13]} 、計測機器^[14] 、理論的基礎^{[15] [16]}に関する論文を発表しました 。ギーシブルは 、石英カンチレバーを採用した非接触型原子間力顕微鏡用センサーであるqPlusセンサー^{[17] [18]}の発明者でもあります。彼の発明によって、原子間力顕微鏡は個々の原子に対して原子レベル以下の空間分解能、有機分子に対して分子レベル以下の分解能を実現できるようになりました。現在、qPlus センサーは世界中で 500 台を超える市販および自作の原子力顕微鏡で使用されています。

• 1992年：Gerd Binnig（博士課程の指導教官）およびChristoph Gerber（FJ Giessibl、C. Gerber、G. Binnig、Journal of Vacuum Science and Technology B 1991）とともに超高真空用の最初の低温力顕微鏡を構築し、これを使用してKBrの原子分解能を達成しました（FJ Giessibl、G. Binnig、Ultramicroscopy 1992）。KBrは反応性が非常に低いですが、原子分解能を達成するには、AFMチップとサンプルのジャンプ・トゥ・コンタクトなどの大きな課題を克服する必要がありました。
• 1992年: 非接触AFMで原子分解能を可能にするメカニズムを提案(Phys Rev B 1992)。
• 1994年: 反応性サンプルの画像化の問題を解決し、大振幅の非接触モードの周波数変調原子間力顕微鏡を使用して、力顕微鏡法によるシリコン7x7の原子分解能を初めて達成しました (Science 1995)。
• 1996 年: 自己検知 (圧電効果) 機能があり、周波数の安定性が高く、サブオングストロームの振動振幅を可能にするのに十分な剛性を備えた自己検知 AFM クォーツ センサーである qPlus センサーを発明しました (特許 DE19633546、US6240771、Appl. Phys. Lett. 1998)。
• 1997年: 大きな振幅に対する周波数シフトと力を結び付ける公式を導入 (Phys Rev B 1997)。
• 2000年: qPlusセンサーを使用して原子空間分解能を取得 (Appl. Phys. Lett. 2000)。
• 2000 年: 先端の特徴を原子レベル以下の解像度で観察 (FJ Giessibl、S. Hembacher、H. Bielefeldt、J. Mannhart、Science 2000)。
• 2001年: 周波数シフトから力を分離するアルゴリズムを発明 (Appl Phys Lett 2001.)。
• 2003年：博士論文の拡張版がReviews of Modern Physics (RMP 2003)に掲載される。
• 2003年: 原子レベルで分解された横方向力顕微鏡法の実現 (FJ Giessibl、M. Herz、J. Mannhart、PNAS 2003)。
• 2004 年: 高調波力顕微鏡を使用した低温 AFM で qPlus センサーを使用して、先端の特徴に対してサブオングストロームの解像度を達成 (S. Hembacher、FJ Giessibl、J. Mannhart、Science 2004)。
• 2005～2008年：IBM Research Laboratories AlmadenおよびRüschlikonへのqPlusセンサー技術の普及に貢献し、原子操作中に作用する力の測定（M. Ternes、CP Lutz、C. Hirjibehedin、FJ Giessibl、A. Heinrich、Science 2008）と単一金原子上の単一電子電荷の測定（Science 2009）を実現。
• 2012年: 走査プローブチップの原子および亜原子の特性評価方法である一酸化炭素フロント原子識別 (COFI) を導入 (J. Welker、FJ Giessibl、Science 2012)。
• 2013年：CoSmチップと反強磁性NiO間の交換相互作用の超交換相互作用の証拠と非常に低ノイズのデータ​​を観測（F. Pielmeier、FJ Giessibl、Phys. Rev. Lett. 2013）。
• 2013年: 特別なサンプル準備なしで常温で原子分解能を観察 (D. Wastl、AJ Weymouth、FJ Giessibl、Phys. Rev. B 2013)。
• 2014年: 横方向力顕微鏡によるCO-CO相互作用の測定 (AJ Weymouth、T. Hofmann、FJ Giessibl、Science 2014)。
• 2015 年: 少数原子の金属クラスターの原子分解能と単一金属原子の亜原子分解能 (M. Emmrich 他、Science 2015)。
• 2016: 同時非弾性トンネル分光法と AFM (N. Okabayashi 他、Phys. Rev. B 2016)、超伝導チップを使用した AFM (A. Peronio、FJ Giessibl、Phys. Rev. B 2016)、バイモーダル qPlus センサーを使用したマルチ周波数 AFM (H. Ooe 他、Appl Phys Lett 2016)。
• 2018年：非弾性トンネル分光法とAFMの同時測定により結合弱化効果が示される（N. Okabayashi et al.、PNAS 2018）。
• 2018年：John Saderグループとの、適切および不適切な力のデコンボリューションスキームに関する共同研究（J. Sader、B. Hughes、F. Huber、FJ Giessibl、Nature Nanotechnology 2018）。
• 2019: qPlus センサーとアプリケーションに関するレビュー記事 (Review of Scientific Instruments 2019)。
• 2021年：量子囲いによって形成された人工原子への非常に弱い結合の測定（サイエンス2021 ]）。^[19]

• Giessibl, FJ; Binnig, G. (1992). 「超高真空中 4.2 K における原子間力顕微鏡による臭化カリウムの (001) 劈開面の調査」(PDF) . Ultramicroscopy . 42 (5682): 281. doi :10.1016/0304-3991(92)90280-w.
• Giessibl, FJ (1995). 「原子間力顕微鏡によるシリコン (111)-(7x7) 表面の原子分解能」(PDF) . Science . 267 (5194): 68–71. Bibcode :1995Sci...267...68G. doi :10.1126/science.267.5194.68. PMID  17840059. S2CID  20978364.
• Giessibl, FJ (1997). 「原子分解能動的力顕微鏡における力と周波数シフト」. Phys. Rev. B. 56 ( 24): 16010–16015. Bibcode :1997PhRvB..5616010G. doi : 10.1103/PhysRevB.56.16010 .
• Giessibl, FJ (2003). 「原子間力顕微鏡の進歩」Rev. Mod. Phys . 75 (3): 949–983. arXiv : cond-mat/0305119 . Bibcode :2003RvMP...75..949G. doi :10.1103/RevModPhys.75.949. S2CID  18924292.
• Hembacher, S. (2004 年 7 月 16 日). 「光原子プローブによる力顕微鏡法」(PDF) . Science . 305 (5682): 380–383. Bibcode :2004Sci...305..380H. doi :10.1126/science.1099730. PMID  15192156. S2CID  6591847.
• Ternes, M.; Lutz, CP; Hirjibehedin, CF; Giessibl, FJ; Heinrich , AJ (2008 年 2 月 22 日)。「表面上で原子を動かすために必要な力」( PDF )。Science。319 ( 5866 ): 1066–1069。Bibcode : 2008Sci ...319.1066T。doi : 10.1126/science.11​​50288。PMID 18292336。S2CID  451375。
• Gross, L.; Mohn, F.; Liljeroth , P.; Repp, J .; Giessibl, FJ; Meyer, G. (2009 年 6 月 11 日)。「非接触型原子間力顕微鏡による吸着原子の電荷状態の測定」。Science。324  ( 5933 ): 1428–1431。Bibcode : 2009Sci ...324.1428G。doi : 10.1126/science.11​​72273。PMID 19520956。S2CID 1767952  。
• Weymouth, AJ; Wutscher, T.; Welker, J.; Hofmann, T.; Giessibl, FJ (2011 年 6 月)。「トンネル電流によって誘起される幻の力: Si(111) の特性評価」。Physical Review Letters。106  ( 22 ) : 226801。arXiv : 1103.2226。Bibcode :  2011PhRvL.106v6801W。doi : 10.1103 /PhysRevLett.106.226801。PMID 21702622。S2CID 16174307。
• Welker , J .; Giessibl, FJ (2012 年4月 26 日)。「原子間力顕微鏡による化学結合の角度対称性の解明」。Science。336 ( 6080): 444–449。Bibcode : 2012Sci ...336..444W。doi :10.1126/science.1219850。PMID 22539715。S2CID 206540 ​​429  。
• Giessibl, FJ (2013年6月20日). 「反応を見る」(PDF) . Science . 340 (6139): 1417–1418. Bibcode :2013Sci...340.1417G. doi :10.1126/science.1239961. PMID  23788791. S2CID  36441856.
• Weymouth , AJ; Hofmann, T.; Giessibl, FJ (2014 年 2 月 6 日)。「ラテラル フォース 顕微鏡による分子の剛性と相互作用の定量化」(PDF)。サイエンス。343 (6175): 1120–1122。Bibcode : 2014Sci  ... 343.1120W。doi : 10.1126/science.1249502。PMID 24505131。S2CID 43915098  。
• Emmrich, M.; et al. (2015 年 3 月 19 日). 「原子レベル以下の分解能の力顕微鏡で、小さな鉄クラスターの内部構造と吸着部位が明らかに」(PDF) . Science . 348 (6232): 303–307. Bibcode :2015Sci...348..308E. doi :10.1126/science.aaa5329. hdl : 10339/95969 . PMID  25791086. S2CID  29910509.
• Giessibl, FJ; et al. (2019年1月30日). 「qPlusセンサー、原子間力顕微鏡の強力な中核」(PDF) . Review of Scientific Instruments . 90 (1): 011101–1–59. Bibcode :2019RScI...90a1101G. doi :10.1063/1.5052264. hdl : 10339/95969 . PMID  25791086. S2CID  29910509.
• Huber, F.; et al. (2019年9月12日). 「物理吸着から化学吸着への移行を示す化学結合形成」. Science . 365 (6462): 235–238. doi : 10.1126/science.aay3444 . PMID  31515246. S2CID  202569091.
• Stilp, F.; et al. (2021年6月11日). 「量子囲いによって形成された人工原子への非常に弱い結合」. Science . 372 (6547): 1196–1200. Bibcode :2021Sci...372.1196S. doi :10.1126/science.abe2600. PMID  34010141. S2CID  202569091.

1. 「非接触型原子間力顕微鏡」。ナノサイエンスとテクノロジー。ベルリン、ハイデルベルク：Springer Berlin Heidelberg。2009年。doi：10.1007/ 978-3-642-01495-6。ISBN 978-3-642-01494-9. ISSN  1434-4904.
2. 「非接触型原子間力顕微鏡」。ナノサイエンスとテクノロジー。Cham: Springer International Publishing。2015年。doi :10.1007/978-3-319-15588-3。hdl : 11693/ 50865。ISBN 978-3-319-15587-6. ISSN  1434-4904. S2CID  92873134.
3. ギーシブル、フランツ J. (2022 年 2 月 4 日) Erster Blick の das Innere eines Atoms - Begegnungen mit Gerhard Richter zwischen Kunst und Wissenschaft (ドイツ語)。 Verlag der Buchhandlung Walther と Franz König。ISBN 978-3-7533-0174-7。
4. ギーシブル、フランツ・J.（2022年2月8日）。原子内部の初観察：ゲルハルト・リヒターとの出会い、芸術と科学の間。ヴァルター・ケーニッヒ出版。ISBN 978-3-7533-0188-4。

• 1994年: R&D 100賞（ブライアン・トラファスと共同受賞）^[20]
• 2000: ドイツナノヴィッセンシャフトプライス^[21]
• 2001年：ルドルフ・カイザー賞^[22]
• 2009年：カール・ハインツ・ベクルツ・プレイス^[23]
• 2014年：アメリカ物理学会計測科学の進歩に対するジョセフ・F・キースリー賞^[24]
• 2015年：ドイツ真空学会ルドルフ・ヤッケル賞^[25]
• 2016年：フォーサイト研究所ファインマンナノテクノロジー賞^[26]
• 2023年：米国材料研究協会の材料特性評価におけるイノベーション賞^[27]
• 2023年:アメリカ物理学会フェロー（米国）^[28]
• 2024年：ハインリッヒ・ローラーメダル- 日本表面科学会とIBMリサーチによるグランドメダル^[29]
• 2024年:物質・材料研究機構賞 - NIMS賞^[30]

• 2010: エーレンフェストコロキウム・ライデン (2010 年 10 月 27 日) (オランダ) ^[31]
• 2013年：ゼルニケコロキウム・フローニンゲン（オランダ）^[32]

• マーク・ウェンドマン ナノサイエンス ブログ