Když si dnes doma rozsvítíte LED žárovku nebo se podíváte na displej mobilního telefonu, málokdy si uvědomíte, že za touto samozřejmostí stojí desetiletí materiálového výzkumu. Jedním z lidí, kteří tuto revoluci umožnili, je americký elektroinženýr a fyzik Russell Dean Dupuis (narozen 9. července 1947).
Kdo je Russell Dupuis
Dupuis v současnosti působí na Georgia Institute of Technology (Georgia Tech), kde zastává prestižní pozici Steve W. Chaddick Endowed Chair in Electro-Optics na Katedře elektrotechniky a počítačového inženýrství, se společným působením na Katedře materiálového inženýrství. Je také označován jako Georgia Research Alliance Eminent Scholar.
Vzdělání získal na University of Illinois at Urbana-Champaign, kde postupně absolvoval bakalářský (1970), magisterský (1971) i doktorský titul (1972/1973) v oboru elektrotechniky.
Průlom v technologii MOCVD
Dupuis je celosvětově uznáván především za pionýrskou práci na metodě MOCVD (metalorganic chemical vapor deposition) – technologii nanášení tenkých polovodičových vrstev, která se dodnes používá při výrobě LED diod, laserů a dalších polovodičových součástek.
Klíčové milníky jeho kariéry zahrnují:
• 1975–1979, Rockwell International – společně s P. Danem Dapkusem jako první prokázal, že metodou MOCVD lze vypěstovat kvalitní tenké polovodičové vrstvy a součástky, včetně laserů.
• 1979, AT&T Bell Laboratories – s kolegy Ralphem Lognem, C.J. Pinzonem a Janem van der Zielem jako první demonstroval přímý růst laserů GaAs na křemíku, které mohly nepřetržitě pracovat při pokojové teplotě.
• Rozšíření výzkumu na materiály InP-InGaAsP, kde vyvinul první dlouhovlnný VCSEL laser pracující na vlnové délce 1,55 mikrometru.
V roce 1989 přešel z průmyslu do akademické sféry – nejprve na University of Texas at Austin, kde v Microelectronics Center Bena G. Streetmana založil vlastní výzkumnou skupinu zaměřenou na pokročilé materiály a součástky.
Od výzkumu k LED diodám v praxi
Dupuisova práce nezůstala jen v laboratoři. Podílel se na vývoji a komercializaci LED diod, tedy technologie, kterou dnes najdeme v osvětlení, displejích i indikačních prvcích prakticky ve všech oborech elektroniky. Za tento přínos obdržel spolu se dvěma kolegy v roce 2002 od prezidenta George W. Bushe Národní medaili za technologii (National Medal of Technology).
Jeho aktuální výzkum se zaměřuje na epitaxní růst materiálů InAlGaN na safírových substrátech pro lasery, LED diody, fotodetektory a výkonové tranzistory, dále na lasery InAlGaAsP-InP, VCSEL lasery InGaAs-InP a heterojunkční bipolární tranzistory.
Ocenění a odborné uznání
Za svůj celoživotní přínos oboru polovodičových materiálů a součástek získal Dupuis řadu prestižních ocenění:
• IEEE Morris N. Liebmann Memorial Award (1985),
• John Bardeen Award (2004),
• IEEE Edison Medal (2007),
• Charles Stark Draper Prize in Engineering od Národní akademie inženýrství (2015, sdíleno se čtyřmi kolegy),
• Japan Prize v kategorii materiálových věd a výroby (2025).
Je členem National Academy of Engineering – nejvyššího ocenění pro inženýry v USA – a fellow řady odborných společností, včetně IEEE, American Physical Society, American Association for the Advancement of Science a Optical Society of America.
Odkaz pro dnešní elektroniku
Dupuisův výzkum stál u zrodu technologie, bez které by moderní LED osvětlení, laserová komunikace ani řada polovodičových součástek dnes nemohly existovat. Jeho práce je připomínkou, že za každou LED diodou nebo laserem v optickém vlákně stojí desítky let trpělivého základního výzkumu – podobně jako za spolehlivým napájením, které tyto technologie v praxi pohání.