Deblina Sarkar

Deblina Sarkar is 'n Indiese elektriese ingenieur  en uitvinder, gebore in Kolkata, Wes-Bengale. Sy is 'n assistent-professor aan die Massachusetts-tegnologie-instituut (MIT) en die AT&T Loopbaanontwikkelingsleerstoelprofessor van die MIT Media Lab. Sarkar is internasionaal erken vir haar uitvinding van 'n ultra-dun kwantummeganiese transistor wat tot nano-groottes geskaal kan word en in nano-elektroniese biosensors gebruik kan word. As die hoofondersoeker van die Nano Cybernetic Biotrek Lab by MIT, lei Sarkar 'n multidissiplinêre span navorsers om die gaping tussen nanotegnologie en sintetiese biologie te oorbrug om nuwe nanotoestelle en lewensmasjien-koppelvlaktegnologieë te bou waarmee biologiese funksie ondersoek en verbeter kan word.

Vroeë lewe en akademiese loopbaan
Sarkar is in Kolkata, Wes-Bengale, Indië gebore en het haar voorgraadse opleiding in elektriese ingenieurswese aan die Indiese Instituut vir Tegnologie (Indiese Skool vir Mynbou), Dhanbad, Indië, gevolg. Tydens haar voorgraadse graad het sy haar navorsing op nanoskaaltoestelontwerp en spintronika gefokus, en internasionale erkenning vir haar werk ontvang. Die artikel wat sy in 2007 gepubliseer het, het die doeltreffendheid van dubbelhek-MOSFET's ondersoek. Voordat sy haar graad voltooi het, het sy 'n somer as 'n intern in Laurens Molenkamp se laboratorium aan die Universiteit van Würzburg, Duitsland, deurgebring waar sy navorsing in spintronika gedoen het. Sy het in 2008 met haar B.E.-graad gegradueer en na die Verenigde State verhuis om beide 'n meestersgraad en 'n PhD aan die Universiteit van Kalifornië in Santa Barbara (UCSB) te volg.

By UCSB het Sarkar opleiding in nano-elektronika ontvang onder die mentorskap van Kaustav Banerjee, waar sy baanbrekerswerk gedoen het in tegnieke om energie-doeltreffendheid in nanotoestelle te verbeter en nuwe veldeffektransistor-biosensors met behulp van molibdeendisulfied (MoS2) ontwikkel het. Nadat sy haar PhD-werk in 2015 voltooi het, het Sarkar haar postdoktorale genootskap by MIT in die Sintetiese Neurobiologie-groep begin. Onder die mentorskap van Edward Boyden het Sarkar nuwe tegnologieë ontwikkel om breinstruktuur en -funksie te karteer.

In 2020 het Sarkar by die fakulteit by MIT aangesluit as 'n Assistent Professor en die AT&T Loopbaanontwikkelingsvoorsitter Professor by MIT Media Labs geword. Sy het die hoofondersoeker van 'n groep navorsers geword wat sy die Nano-Cibernetic Biotrek Lab genoem het. Sarkar het die naam van haar groep ontleed om te verduidelik waarom die naam die wetenskaplike vrae en avontuur verteenwoordig wat hulle aanpak. Die "nano" verwys na die feit dat die span nanoskaaltoestelle bou, kubernetika verwys na die gebruik van tegnologie om rekenaar-, biologiese of hibriede stelsels te beheer, die bio verteenwoordig die integrasie van biologie, en "trek" verteenwoordig die wetenskaplike avontuur wat hulle aangepak het.

Navorsing en uitvindings
Atoomdunkanaal subtermiese transistor
Sarkar het 'n kwantummeganiese transistor uitgevind, genaamd die atoomdun en gelaagde halfgeleidende-kanaal tonnel-FET (ATLAS-TFET). Hierdie toestel oorkom die fundamentele termiese beperkings in die krag van konvensionele transistors en bereik subtermioniese subdrempel-swaai as gevolg van kwantummeganiese tonnel-gebaseerde draervervoer. Doeltreffende tonnelwerk word bereik danksy die unieke heterostruktuurontwerp wat uit 'n gedoteerde germaniumbron, atoomdun MoS2-kanaal en groot tonnelarea bestaan. Hierdie transistor kan help om dimensionele sowel as kragskaalbaarheidskwessies van inligtingstegnologie te beredder. Sarkar se pogings om hierdie kwantummeganiese transistor te bou, is in Nature gepubliseer. Hierdie werk is deur Nature News and Views uitgelig as "Plat transistor tart die limiet".

Ultra-sensitiewe elektriese biosensors
Sarkar het 'n nuwe veld-effek transistor-gebaseerde biosensor ontwikkel wat MoS2 gebruik en hoë sensitiwiteit bied, 74 keer hoër as grafeen, maar boonop gemak van patroonbaarheid en toestelvervaardiging bied, aangesien dit 'n 2D-atoomlaagstruktuur het. Haar ontwikkeling is versoenbaar met biologiese weefsels en bied 'n nuwe pad om enkele molekules op te spoor, wat die krag van MoS2-materiale in die volgende generasie biosensors beklemtoon. Verder het Sarkar getoon dat steil aanskakel-eienskappe, verkry deur nuwe tegnologie soos band-tot-band tonneling, tot ongekende prestasieverbetering in vergelyking met dié van konvensionele elektriese biosensors kan lei, met ongeveer 4 grootte-ordes hoër sensitiwiteit en tien keer laer opsporingstyd. Dit kan nuwe paaie oopmaak vir draagbare/inplantbare mediese toestelle sowel as punt-van-sorg toepassings.

Hoëfrekwensiemodel van grafeen
Sarkar en span het 'n gedetailleerde metodologie ontwikkel vir die akkurate evaluering van GS-tot-hoëfrekwensie-impedansie van 2D-gelaagde strukture. Hierdie model bied insigte in die fisika van 2D-interkonneksies en induktors op die skyfie en het vir die eerste keer die anomale vel-effek in grafeen onthul. Verder as die vereenvoudigende aannames van Ohm se wet, neem hierdie model die effekte van elektriese veldvariasie binne die gemiddelde vrye pad en stroomafhanklikheid van die nie-lokale elektriese veld in ag om die hoëfrekwensiegedrag van grafeen akkuraat vas te lê. Dit het vir die eerste keer getoon dat die hoëfrekwensieweerstand van interkalasie-gedoteerde meerlaag-grafeen-interkonneksies laer is as dié van koper- en koolstofnanobuise (CNT's). Boonop kan so hoog as 32 en 50% verbeterings in kwaliteitsfaktor in vergelyking met koper en CNT's onderskeidelik bereik word met grafeen-gebaseerde induktors. Hierdie model is van kritieke belang vir die bou van hoëfrekwensie/RF-toestelle in opkomende tegnologieë, insluitend "alles 2D" geïntegreerde stroombane, wat tot buigsame/aanpasbare rekenaars en prostetiese toestelle kan lei.

Toekennings en eerbewyse
Toekenning vir Uitnemende Wetenskaplike (een van 3 toekenningswenners landwyd) (2023)
Vroeë Loopbaan Uitnemende Aanbieder by Materiaalnavorsingsvereniging (2023)
Wetenskapnuus 10 Wetenskaplikes om dop te hou (2023)
Verskyn in Nature Neuroscience (2023)
MIND-prys (Maksimalisering van Innovasie in Neurowetenskap-ontdekking) (2023)
Abundance 360 Scholar (2022-2023)
At&t Loopbaanontwikkelingsleerstoel Professorskap (2019-2023)
Verskyn in Association for Women in Science (AWIS) News Brief (2022)
NIH Direkteure se Nuwe Innoveerder-toekenning (2022)
Perfekte en Selde Bereikte Impaktelling van 10 van NIH (2022)
"Verkenner van die Nano-era"-artikel deur MIT.nano wat agt baanbrekers-nanotegnologie-navorsers by MIT uitgelig het wat bydra om die wêreld 'n beter plek te maak
Innoverende Vroeë Loopbaaningenieur deur die Nasionale Akademie vir Ingenieurswese (2022)
IEEE Nanotegnologie Vroeë Loopbaan-toekenning (enigste toekenningsnemer wêreldwyd) (2022)
Voorste volgende generasie wetenskaplike deur United for Medical Research (2021)
iCANX Jong Wetenskaplike-toekenning (2021)
IEEE Elektroniese Toestelle Vereniging (EDS)-artikel (2021)
Uitgelig deur Imagination in Action: reeks wat van die wêreld se mees boeiende mense uitlig (2021)
Uitgelig in Neuron (2020)
Jong Wetenskaplike Uitnemendheidstoekenning by Mikrostelsels en Nano-ingenieurswese (Nature) (2020)
Uitsonderlik Alumnus-toekenning as 'n "Jong Presteerder" van IIT (2020)
Technology Review se Innoveerders Onder Ouderdom 35 (een van 10 van Indië) (2018)
NIH K99/R00 Pathway to Independence-toekenning (2018)
MIT Translasionele Genoot (2017)
Een van die top 3 proefskrifte regdeur die VSA en Kanada op die gebied van Wiskunde, Fisiese wetenskappe en alle departemente van Ingenieurswese (2016)
Lancaster-toekenning vir die beste PhD-proefskrif op die gebied van Wiskunde, Fisiese Wetenskappe en alle departemente van Ingenieurswese by UCSB in die tydperk 2014-2016 (2016)
Een van die 4 jong wetenskaplikes wêreldwyd wat 'n meesterklas oor fisika in strukturele biologie en mediese diagnostiek by die Lindau Nobelpryswennervergadering (2016) aangebied het
MRS Nagraadse Studentetoekenning (2015)
Opkomende Ster in Elektriese Ingenieurswese en Rekenaarwetenskap (2015)
Falling Walls Lab Jong Innoveerder Toekenning by UCSD (Een van die 3 wenners) (2015)
"Bright Mind" eerbewys by KAUST-NSF Konferensie (een van 4 geëerdes van die VSA) (2015)
Proefskrifgenootskap, UCSB (2014)
IEEE EDS PhD Genootskap Toekenning (slegs een uit die Amerikas en een van die 3 studente wêreldwyd wat dit gewen het) (2011)
VSA Presidensiële Genootskap vir die nastreef van nagraadse navorsing (2008)
Uitstaande Doktorale Kandidaat Genootskap (2008)

Geselekteerde publikasies
Iterative Direct Expansion Microscopy. D. Sarkar, A. Wassie, J. Kang, T. Tarr, A. Tang, T.A. Blanpied, E.S. Boyden. Society for Neuroscience, 2019.
2D materials for FET based biosensors. D. Sarkar. Fundamentals and Sensing applications of 2D materials, Red: C.S. Rout, D.J. Late en Hywel Morgan, Woodhead Publishing Series, Elsevier, 2019. 
Glyoxal as an alternative to PFA in immunostaining and nanoscopy. K.N. Richter, N.H. Revelo, K.J. Seitz, M.S. Helm, D. Sarkar et al.. The EMBO Journal, 2017.
Multiplexed neural recording along a single optical fiber via optical reflectometry. S.G. Rodriques, A.H. Marblestone, J. Scholvin, J. Dapello, D. Sarkar, M. Mankin, R. Gao, L. Wood and E.S. Boyden. Journal of Biomedical Optics, Band 21, Nr. 5, bl. 057003, 2016.
A Subthermionic Tunnel Field-Effect Transistor with an Atomically Thin Channel. Deblina Sarkar, Xuejun Xie, Wei Liu, Wei Cao, Jiahao Kang, Yongji Gong, Stephan Kraemer, Pulickel M. Ajayan en Kaustav Banerjee. Nature (vaktydskrif), Band 526, pp. 91–95, 2015
Functionalization of Transition Metal Dichalcogenides with Metallic Nanoparticles: Implications for Doping and Gas-Sensing. Deblina Sarkar, Xuejun Xie, Jiahao Kang, Haojun Zhang, Wei Liu, Jose Navarrete, Martin Moskovits en Kaustav Banerjee. Nano Letters, Band 15, Nr. 5, pp. 2852–2862, 2015.
MoS2 Field-Effect Transistor for Next-Generation Label-Free Biosensors. Deblina Sarkar, Wei Liu, Xuejun Xie, Aaron Anselmo, Samir Mitragotri and Kaustav Banerjee. ACS Nano, Band 8, Nr. 4, pp. 3992–4003, 2014.
Impact-Ionization Field-Effect-Transistor Based Biosensors for Ultra-Sensitive Detection of Biomolecules. Deblina Sarkar, Harald Gossner, Walter Hansch en Kaustav Banerjee. Applied Physics Letters, Band 102, Nr. 20, 203110, 2013.
Proposal for Tunnel-Field-Effect-Transistor as Ultra-Sensitive and Label-Free Biosensors. Deblina Sarkar and Kaustav Banerjee. Applied Physics Letters, 100, Nr. 14, 143108, 2012.
Metallic-Nanoparticle Assisted Enhanced Band-to-Band Tunneling Current. Deblina Sarkar en Kaustav Banerjee. Applied Physics Letters, Band 99, Nr. 13, pp. 133116, September 26, 2011.
High-Frequency Behavior of Graphene-Based Interconnects—Part I: Impedance Modeling. Deblina Sarkar, Chuan Xu, Hong Li en Kaustav Banerjee. IEEE Transactions on Electron Devices, Band 58, Nr. 3, pp. 843–852, Maart 2011.
A Novel Enhanced Electric-Field Impact-Ionization MOS Transistor. Deblina Sarkar, Navab Singh en Kaustav Banerjee. IEEE Electron Device Letters, Band 31, Nr. 11, pp. 1175–1177, November 2010.

 Verwysings 

Kategorie:Nanotegnologie
Kategorie:Lewende mense