カール・ヘス（科学者）

カール・ヘス（1945年6月20日、オーストリア、トゥルマウ生まれ）は、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校（UIUC）電気・コンピュータ工学科のスワンランド名誉教授である。 ^{[ 1 ] [ 2 ]}彼はUIUCにベックマン先端科学技術研究所^を 設立するのに貢献した。^{[ 3 ] [ 4 ]： 7、38}

ヘスは固体物理学と量子力学の基礎に関心を持っている。彼は電子輸送、半導体物理学、スーパーコンピューティング、ナノ構造の専門家として認められている。^{[ 5 ]}コンピュータモデルによる電子の性質と動きのシミュレーション のリーダーである ^{[ 1 ]}ヘスは、 計算エレクトロニクスの創始者とみなされている。^{[ 6 ]}

ヘスは、全米工学アカデミー（2001年）と全米科学アカデミー（2003年）を含む多くの科学協会に選出されている。^{[ 1 ]}彼は全米科学委員会（NSB）の委員を務めた 。^{[ 5 ]}

ヘスはオーストリアのウィーンにあるウィーン大学で数学と物理学を学び、1970年に応用物理学と数学の博士号を取得した。^{[ 7 ] [ 3 ]} 彼はカールハインツ・ゼーガーと共に半導体の電子輸送について研究し、その後助手となった。^{[ 8 ]}

1973年、ヘスはフルブライト奨学金を得てイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校（UIUC）に留学し、ジョン・バーディーンと共同研究を行った。ヘスはチータン・サ（CMOS技術の共同発明者）と共に、トランジスタにおける電子輸送の理論的研究を行い、トランジスタのボルツマン輸送方程式の解を求めた。^{[ 1 ] [ 3 ]}

1974年、ヘスはウィーン大学に助教授として復帰した。1977年には客員准教授の職をオファーされ、UIUCに戻ることができた。ヘスは電荷結合素子の効率向上に取り組んだ。彼と ベン・G・ストリートマンは、ホットエレクトロン熱電子放出を伴う高周波トランジスタの性能を説明するために「実空間転送」の概念を開発した 。^{[ 1 ] [ 9 ] [ 7 ]} この研究は、層状半導体技術の開発にとって重要であった。^{[ 3 ]}

1980年、ヘスはイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の電気工学およびコンピュータ科学の正教授に任命された。彼はまた、1980年代以降、米国海軍研究所で秘密の研究を行った。 ^{[ 1 ]}

ヘスは、1983 年に設立された、イリノイ大学に学際的な研究施設を設立する可能性を検討する 2 つの委員会のうちの 1 つの委員長を務めた。^{[ 10 ] [ 4 ] : 7} 1987 年秋、ウィリアム T. グリーノーとカール ヘスは、 UIUC のベックマン先端科学技術研究所の副所長に就任した。^{[ 4 ] : xviii, 38,92ヘスは}後に、ベックマン研究所の分子および電子ナノ構造イニシアチブの共同議長を務めた。^{[ 10 ]}

ヘスは「半導体トランジスタの分野における第一人者」となった。^{[ 10 ]}トランジスタと集積回路の挙動に関する彼のモデルは、研究者がそれらの基本的な動作原理を理解し、改良する方法を見つけるのに役立った。^{[ 3 ]} 半導体中の電子の挙動のシミュレーションに関する彼の研究は、フルバンドモンテカルロ法のシミュレーションにつながった。^{[ 7 ]}このアプローチは、ボルツマン方程式と量子力学の側面を組み込み、スーパーコンピュータを使用して電子を粒子と波の両方としてモデル化した。^{[ 1 ]}彼はまた、光電子 工学における電子の挙動のシミュレーションも開発し、量子井戸レーザーダイオード、バーコードスキャナ、CDプレーヤー、光ファイバ技術で使用される小型レーザーをモデル化した。ヘスのアルゴリズムは、MINILASEと呼ばれる設計ソフトウェアに使用され、エンジニアが設計変更の影響をより迅速かつ正確に予測できるようにした。^{[ 1 ] [ 7 ]}

1990年代以降、ヘスはナノテクノロジーと量子情報学^{[ 1 ]} 、 特にメゾスコピックシステムにおける量子輸送^{[ 11 ]}に注力した。 1995年頃、ナノリソグラファーのジョセフ・W・ライディングとの会話から、集積回路の表面を重水素でパッシベーションすると回路の速度や寿命が上がる可能性があることがヘスに示唆された。ヘスとイシク・キジリャリは、重水素または水素で準備したCMOSトランジスタウェーハの劣化を比較し、重水素を使用するとトランジスタの寿命が大幅に延びることを発見した^{[ 12 ] [ 13 ] [ 7 ]。} 1996年、ヘスはイリノイ大学のスワンランド電気・コンピュータ工学講座教授に任命された^{[ 14 ] 。}

ヘスは、アルバート・アインシュタインやニールス・ボーア以来、多くの科学者によって激しく議論されてきた量子力学の理論的概念である隠れた変数について幅広く執筆している。^{[ 3 ]}量子力学は理論として完成していたのか、それとも「不気味な遠隔作用」 のような現象を説明するために、まだ理解されていない「隠れた変数」が必要だったのか？^{[ 15 ]} 1960年代、ジョン・スチュワート・ベルは、隠れた変数の問題は実験的に検証できると予測した。仮説上のアインシュタイン・ポドルスキー・ローゼン（EPR）パラドックスに基づく特定の実験の結果は、隠れた変数が存在するか否かによって異なるはずだ。ヘスと数学者のウォルター・フィリップは、ベルの定理には欠陥があると論争的に主張している。彼らは、時間情報をモデル化することでベルのテストを失敗させることができると主張している。この追加により、既存の実験結果は隠れた変数や「遠隔作用」に頼ることなく説明できる。^{[ 3 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} ヘスとフィリップの定式化は新しい時間パラメータに依存するのではなく、ベルが要求する局所性の仮定の違反に依存すると主張する者もいる。 ^{[ 19 ] [ 20 ]}

ヘスは2004年5月にイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校を正式に退職したが、スワンランド名誉教授の称号は保持している。^{[ 5 ]} 退職後、ヘスはジョージ・W・ブッシュ大統領によって全米科学財団（NSF）の全米科学委員会（NSB）に指名され、2006年から2008年まで務めた。^{[ 5 ]}

• 2010年、ドイツ科学技術アカデミー（acatech）外国人会員^{[ 6 ] [ 21 ]}
• 2006-2008年、全米科学委員会（NSB）^{[ 5 ]}
• 2003年、米国科学アカデミー会員^{[ 5 ]}
• 2001年、米国工学アカデミーフェロー、「ホットエレクトロン輸送と半導体デバイスの数値シミュレーションへの貢献に対して」^{[ 22 ]}
• 1997年、アメリカ芸術科学アカデミー会員^{[ 23 ] [ 14 ]}
• 1996年、スワンランド電気・コンピュータ工学講座教授^{[ 14 ]}
• 1995年、サーノフ賞、電気電子学会（IEEE）「半導体ヘテロ層構造における高電界輸送と実空間伝達効果への貢献に対して」^{[ 24 ]}
• 1994年、アメリカ物理学会フェロー、「半導体および量子井戸ヘテロ構造における非線形電子輸送への貢献に対して」^{[ 25 ]}
• 1994年、米国科学振興協会フェロー^{[ 26 ]}
• 1993年、 IEEEのJJ Ebers賞、「高エネルギーにおける半導体および量子井戸ヘテロ構造における電子輸送への貢献」^{[ 27 ]}

• Hess, K.; Leburton, JP; Ravaioli, U. (1991).計算エレクトロニクス ：半導体輸送とデバイスシミュレーション. ボストン：Kluwer Academic Publishers. ISBN 9780792390886。
• ヘス、カール（1991）。モンテカルロデバイスシミュレーション ：フルバンドとその先へ。ボストン、マサチューセッツ州：スプリンガーUS。ISBN 978-1461540267。
• ヘス、カール（1995）。コミュニティテクノロジー。ポートタウンゼント、ワシントン州：Loompanics Unlimited。ISBN 9781559501347。
• ヘス、カール；ルバートン、ジャン＝ピエール；ラヴァイオリ、ウンベルト（1996）。半導体におけるホットキャリア。ボストン、マサチューセッツ州：スプリンガーUS。ISBN 978-1-4613-0401-2。
• ヘス、カール（2000）。半導体デバイスの高度理論。ニューヨーク、NY：IEEE Press。ISBN 978-0780334793。
• ヘス、カール（2013）。21世紀のためのSTEMの基礎知識。ニューヨーク：スプリンガー。ISBN 978-1-4614-3275-3。
• ヘス、カール（2014）。アインシュタインは正しかった！ [Sl]：パン・スタンフォード出版。ISBN 978-9814463690。