מנהל קבוצה במרכז הפיתוח של אפלייד מטיריאלס בישראל שותף לפרס וולף לפיזיקה

באחרונה הוכרזו בלשכת נשיא המדינה בירושלים הזוכים בפרסי וולף לשנת 2020 במדעים, ברפואה ובאמנות. פרס וולף הוא פרס יוקרתי שרבים מהזוכים בו, בתחומים החופפים, זכו לאחר מכן בפרס נובל. בדרך כלל מדובר בחוקרים מהאוניברסיטאות הנחשבות בעולם, שהביאו לפריצת דרך במדע הרלוונטי, וכעת התבשר רפי ביסטריצר, ישראלי בכיר באפלייד מטיריאלס, על הזכייה, לצד מי שהיה המנחה שלו בפוסט דוקטורט, פרופ' אלאן מקדונלד מאוניברסיטת טקסס באוסטין, ועמית נוסף שלהם, פרופ' פבלו ג'רילו הררו מ-MIT, "על עבודתם החלוצית בתיאוריה וניסוי של גרפן דו שכבתי מסובב".

בתעשיית האלקטרוניקה והמחשבים נדרשים חומרים שניתן לשלוט בהולכה שלהם. מחקריהם פורצי הדרך של החוקרים ג'רילו הררו, מקדונלד וביסטריצר הראו, כי ניתן לשלוט בתכונות ההולכה של צמתי גרפן באמצעות הזווית המרחבית שבין שכבות הגרפן, וכי בזוויות מסוימות קיימת התנהגות פיזיקלית מפתיעה של האלקטרונים. בשנת 2011 חקרה קבוצתו של אלן מקדונלד, פיזיקאי תיאורטי מאוניברסיטת טקסס, התנהגות מעניינת של לוחות גרפן דו-שכבתי מסובב המונחים זה מעל זה, כלומר במצב שבו קיימת זווית מסוימת, קטנה, בין הלוחות. לפי חישוביהם של מקדונלד וביסטריצר (שעבד כפוסט-דוקטורנט עם מקדונלד באותה עת), מהירות המנהור של אלקטרונים בין השכבות תלויה בזווית הסיבוב ביניהם ונעלמת לגמרי ב"זוית קסם" של 1.1 מעלות. התקווה הייתה, שהדבר יוביל ליצירת על-מוליך חדש, כלומר חומר שמאפשר מעבר זרם חשמלי ללא התנגדות כלל וללא איבודי אנרגיה.

המאמר הזה לא זכה להתייחסות בעת פרסומו, אבל מדען אחד התעקש שזה אפשרי – ג'רילו הררו מ-MIT, שרתם את צוות הסטודנטים שלו והצליח לאשר את הממצאים. מאז נחשב המאמר לתשתית ליצירת חומרים שניתן לשלוט במוליכות החשמלית שלהם.

רפי ביסטריצר , בן 45, קיבל את התואר הראשון בפיזיקה מאוניברסיטת תל אביב ואת התואר השני והדוקטורט בפיזיקה ממכון וייצמן למדע. ב-2007 עבר ביסטריצר לאוסטין, שם השלים פוסט-דוקטורט באוניברסיטת טקסס, תחת הנחייתו של פרופ' מקדונלד. ב-2012 שב לישראל ועבר לעסוק במחקר ופיתוח בתחומי האלקטרומגניטיקה והאלגוריתמים בתעשייה. כיום ביסטריצר מנהל צוות אלגוריתמאים בחברת אפלייד מטיריאלס. הקבוצה מתמחה באלגוריתמים של ראייה ממוחשבת ובאלגוריתמים באמצעות למידת מכונה, שנועדו לגלות פגמים בשבבים בתהליך ייצורם. ככל שגודל השבבים קטן יותר, כך נהיה קשה יותר לסרוק אותם במיקרוסקופ אופטי, והקבוצה של ביסטריצר מפתחת חלופה.

"סיימתי דוקטורט במכון ויצמן ועברתי אחר כך לעשות פוסט דוקטורט אצל פרופ' מקדונלד באוסטין טקסס. במסגרת המחקר פרסמנו כמה מאמרים על הגרפן הדו-שכבתי המסובב. אחד מהם עורר הדים. אני כבר יצאתי מהתחום ואיני עוסק מזה עשור בפיזיקה תיאורטית, מכיוון שכשחזרתי לישראל לא מצאתי משרה באקדמיה, ובמקום לעבור לחו"ל העדפתי אתגרים בתעשייה. אני בכל זאת נמצא בקשר עם המנחה שלי דאז, אלן מקדונלד, והוא עדכן אותי שהעבודה מוזכרת במאמרים רבים. כשפרסמנו את העבודה, שבה הסברנו כיצד לבצע בקלות יותר את התהליך, ידענו שיהיו נסיינים שיבקשו לבצע ניסויים כאלה. זהו פרס שקשה לקבל אותו, ולכן מדובר בהפתעה", הוסיף ביסטריצר.

על החשיבות של הניסוי הסביר ביסטריצר: "מדובר בתופעה פיזיקלית מאוד מעניינת. על התופעה לבד לא נותנים פרס, אלא בגלל הפוטנציאל הטמון בה כדי ללמוד פיזיקה חדשה. הניסויים בחומר הזה מאוד קשים. המערכת שגילינו מאפשרת בפעולה פשוטה, הדומה לזו שמבצע שער בטרנזיסטור, לשנות את המתח של הגרפן המסובב ולאפשר לעבור בין מצב מבודד למצב על מוליך.

"יש פנטזיות על דברים שאפשר יהיה לעשות אם ישתמשו בו למיתוג בטרנזיסטורים, אבל עוד חזון למועד. מכל מקום, כבר עכשיו השיטה מאפשרת למדענים בעולם לחקור על מוליכות וגם מבודדים בצורה מבוקרת ויחסית קלה", מסכם ביסטריצר.

טקס הענקת הפרס לזוכים ייערך ב 11.6.2020 במשכן הכנסת.