ウラジミール・シャラエフ

ウラジミール・M・シャラエフ
市民権	アメリカ合衆国
母校	クラスノヤルスク国立大学、ロシア
受賞歴	マックス・ボルン賞、オプティカ（2010）[1] レーザー科学と量子光学に関するウィリス・E・ラム賞[2] IEEEフォトニクス協会ウィリアム・ストライファー科学功績賞[3] ロルフ・ランダウアー・メダル、ETOPIM国際協会[4] ナノサイエンスとナノテクノロジーの発展に対するユネスコメダル[5] グッドマンブックライティング賞、OSAおよびSPIE [6] 固体における光学効果に関するフランク・イサクソン賞[7] 専門団体フェロー：OSA、[8] IEEE、[9] SPIE、[10] APS、[11] MRS。[12]
科学者としてのキャリア
フィールド	物理 光学 フォトニクス 光学ナノ/メタマテリアル プラズモニクス 量子フォトニクス ナノテクノロジー
機関	パーデュー大学
Webサイト	Engineering.purdue.edu/~shalaev/

ウラジミール・シャラエフは、パデュー大学バークナノテクノロジーセンター^[14]の電気・コンピュータ工学の著名な教授^[13]であり、ナノフォトニクスの科学ディレクターである。

V. シャラエフは、1979年にクラスノヤルスク国立大学（ロシア）で物理学の理学修士号（最優秀）を取得し、1983年には同大学で物理学と数学の博士号を取得しました。シャラエフは、キャリアを通じて、ナノフォトニクスとメタマテリアルの分野での研究で数々の賞を受賞しており、いくつかの専門団体のフェローでもあります（下記の「賞、栄誉、会員」のセクションを参照）。シャラエフ教授は、3冊の共著と4冊の共編著をしており、合計800以上の研究論文を執筆しています。^[15] Google Scholarによると、2024年5月現在、彼のh指数は 125で、引用総数は7万近くに達しています。^[16]シャラエフ教授は、2017年から2023年までウェブ・オブ・サイエンス・グループの高被引用研究者リストに掲載されています。^[17]スタンフォード大学の世界で最も引用されている科学者の上位2%のリストの光学部門で第9位にランクされています^[18]（生涯; 64,044件中）。Research.comによる電子工学および電気工学の分野では、米国で34位、世界で58位にランクされています。^[19]

ウラジミール・M・シャラエフは、複合光学媒体の研究分野の形成に貢献したランダムナノフォトニック複合材料の線形および非線形光学に関する先駆的な研究で知られています。^[2]彼はまた、人工材料の新しい分野である光メタマテリアルの出現にも貢献しました。^{[1] [2]}現在、彼はメタマテリアルとプラズモニクスを量子ナノフォトニクスと融合させた結果生じる新しい現象を研究しています。^[20]

光メタマテリアル（MM）は、合理的に設計された複合ナノ構造材料であり、その構成材料コンポーネントの特性とは大幅に異なる独自の電磁気特性を示します。メタマテリアルは、ナノスケールのビルディングブロック（「メタ原子」と呼ばれることもあります）の形状、サイズ、構成、形態を介して、電磁気応答の驚くべき調整可能性を提供します。^[21]シャラエフは、負の屈折率を示す最初の光MMと、可視スペクトル全体にわたって人工磁性を示すナノ構造を提案し、実証しました。^{[22] [23] [24] [25]}（これ以降は、シャラエフの選択された代表的な論文のみを引用しています。シャラエフの出版物の完全なリストについては、彼のWebサイトをご覧ください。^[26]）彼は、光を制御し、強化された光と物質の相互作用の新しい領域にアクセスする新しい方法を可能にする、アクティブで非線形で調整可能なメタマテリアルに重要な貢献をしました。^{[27] [28] [29] [30]}シャラエフは、光吸収（光損失）を補うために光利得媒体を使用する負の屈折率のMMも実験的に実現しました。^[29] 彼は、いわゆる変換光学に多大な貢献をしました。 ^[31]特に、光集光器と「透明マント」です。^{[32] [33] [34] [35]}シャラエフは、ノギノフと協力して、可視スペクトル範囲で動作する最小の40nmナノレーザーを実証しました。^{[36] [37]}シャラエフは、ナノスケールの光アンテナとの結合を介して単一のインターフェースで光の位相に急激な変化をもたらす2次元の平坦なメタマテリアル、つまりメタサーフェスにも重要な貢献をしました。^{[38] [39] [40] [41] [42] [43]}彼は、平面光回路と互換性のある極めてコンパクトな平面レンズ^[41] 、極薄ホログラム^[42]、記録的な小型円二色性分光計^[43]を実現した。シャラエフが開発したMM設計は現在、サブ波長光イメージング、ナノスケールレーザー、新型センサーの研究に広く採用されている。^{[38] [44]}

シャラエフの研究はメタマテリアルの分野全体に大きな影響を与えました。^{[1] [2] [3]}シャラエフの論文のうち3本（文献_^[22]、_^[23]、_^[32]）は、2005年以降（2021年1月現在）ISI Web of Science OPTICSカテゴリーに含まれる75万件以上の論文の中で最も引用数の多い上位50件にランクされています。^[45]

シャラエフは、フラクタルやパーコレーション複合体を含むランダム光学媒体の分野で先駆的な貢献をした。^{[2] [46] [47] [48] [49] [50] [ 51 ] [52] [53] [ 54] [55] [56]}彼は、フラクタルやパーコレーション膜の高度に局所化された光学モード「ホットスポット」を予測し、これは後にシャラエフがモスコビッツグループやボッカラグループと共同で実験的に実証した。^{[52] [53]}さらに、彼は、フラクタルやパーコレーションランダム複合体のホットスポットが表面プラズモンの局在化に関連していることを示した。^{[46] − [56]}ランダムシステムにおけるこれらの局所化された表面プラズモンモードは、シャラエフの「ホットスポット」と呼ばれることがある。例えば、^[57]を参照。このランダム複合体の研究は、シャラエフがMIストックマンと共同で行ったフラクタルの初期の研究に端を発している。^{[58] [59] [60] [61] [62] [63]}ランダム金属誘電体膜の理論は AK サリチェフとの共同研究で構築されました。^{[47] [49] [50] [54]}シャラエフはまた、表面増強ラマン散乱 (SERS) とフラクタルおよびパーコレーションシステムにおける強力に増強された光学非線形性の基礎理論を開発し、開発された理論の検証を目的とした実験研究を主導しました。^{[46] − [56] [60] [64] [65]}シャラエフはまた、ランダムシステムにおける非線形現象は、ホットスポット内の高い局所場だけでなく、ホットスポット付近のこれらの場の急速なナノスケールの空間変化によっても増強される可能性があると予測しました。これは追加の運動量の源として機能し、間接的な電子遷移を可能にします。^[65]

シャラエフのランダム媒体の光学とプラズモニクスへの貢献^{[46] − [56]}は、それらの概念を光メタマテリアルの分野に変換するのに役立ちました。^{[22] − [25] [27] − [36]}ランダム複合材料の分野で開発された理論と実験的アプローチにより、光メタマテリアルは急速に新しい物理学に驚くほど富んだ成熟した研究分野になりました。^{[24] [4]}シャラエフが両分野の発展に与えた影響は、まったく新しい一連の物理的特性を解き放つこれら2つの光学の最先端分野間の強力な相乗効果と密接なつながりを特定したことです。^[4]

ランダム複合材料とメタマテリアルは、ナノスケールの構成要素の形状、サイズ、組成を介して光学特性をカスタマイズできるユニークな機会を提供します。そのためには、表面プラズモンの励起を介して光をナノメートルスケールに閉じ込める金属が必要になることがよくあります。^{[46] [30]}プラズモニクスの実用化を可能にするために、ShalaevはA. Boltasseva ^[66]と共同で、新しいプラズモニック材料、すなわち遷移金属窒化物と透明導電性酸化物（TCO）を開発し、耐久性があり、損失が少なく、CMOS互換のプラズモニックデバイスとナノフォトニックデバイスへの道を開いた。^{[67] [68] [69] [70] [71] [72] [73]}提案されている高温で動作するプラズモニックセラミックスは、高効率のエネルギー変換、光触媒、データストレージ技術へのソリューションを提供できます^{[69] −}。^[73]シャラエフはファッチョグループと共同で^[74]、極めて低い（ゼロに近い）線形屈折率、いわゆるイプシロンゼロ領域を持つTCOにおいて、超高速で大幅に強化された非線形応答を実証した。^{[75] [76] [77] [78] [79]}一方、ボイドグループは独立してTCO材料で同様に注目すべき結果を得て^[80]、低屈折率TCOが新しい非線形光学の可能性を秘めていることを実証した。

シャラエフの博士論文（AKポポフ教授の指導の下）と初期の研究は、レーザー放射と気体媒体との共鳴相互作用の理論的解析、特にi)強い光場におけるドップラー効果のない多光子過程とそれらの非線形光学^[81]分光法^[82]およびレーザー物理学^[83]への応用、およびii)（当時新しく発見された）光誘起ガスドリフト現象^{[84] [85]を含んでいた。}

• 2017年から2022年にかけてWeb of Science Groupによって高被引用研究者として認められた。^[17]
• スタンフォード大学が発表した世界で最も引用数の多い科学者上位2%のリストの光学部門で第9位にランクイン^[18]（生涯、64,044人中）
• Research.com によると、米国のトップ研究者の間で電子工学および電気工学の分野で 28 位にランクされています。
• 2020年フランク・イサクソン固体光学効果賞^[7]
• アメリカ光学会マックス・ボルン賞、2010年^[1]
• ウィリス・E・ラム賞（レーザー科学と量子光学）2010年^[2]
• IEEEフォトニクス協会ウィリアム・ストライファー科学功績賞、2015年^[3]
• ETOPIM（不均質媒体の電気的、輸送的、光学的特性）国際協会ロルフ・ランダウアー賞、2015年^[4]
• 2012年ユネスコナノテクノロジー賞^[5]
• 2014年OSAとSPIEによるグッドマン図書賞^[6]
• 2015年 南デンマーク大学より名誉博士号授与
• 2006年トップ50ナノテクノロジー賞「ナノロッド材料」受賞
• 2009年マッコイ賞、パーデュー大学の科学的業績に対する最高の栄誉
• 2015年より米国材料研究協会（MRS）フェロー^[12]
• 2010年より電気電子技術者協会（IEEE）フェロー^[9]
• アメリカ物理学会（APS）フェロー^[11] 、 2002年より
• アメリカ光学会フェロー（OSA）^[8] 2003年より
• 国際光工学会（SPIE）フェロー^[10] 、 2005年より
• CLEO/QELS 会議の 2011 年共同議長および 2009 年のプログラム共同議長
• 2004年 - 2010年 OSA技術グループ「フォトニックメタマテリアル」議長
• サイエンス誌の査読編集者
• 応用物理学 B - レーザーと光学の共同編集者、2006 - 2013
• 2005～2011年、アメリカ光学会ジャーナルBのトピック編集者
• 2012年よりNanophotonicsジャーナル編集委員
• 2008年よりLaser and Photonics Reviewsの編集諮問委員会メンバー

シャラエフ教授は、自身の専門分野で3冊の共著^{[24] [48] [50]}、4冊の共編著^{[86] [87] [88] [89]を執筆した。シャラエフのウェブサイト[90]}によると、彼はキャリアを通じて、さまざまな科学アンソロジーに30の招待論文を寄稿し、多数の招待レビュー記事を発表し、合計800以上の出版物を出版した。彼は、多数の全体会議および基調講演を含む、国際会議や主要な研究センターで500回以上の招待講演を行った。^{[91] [92]}