1. Kehidupan Awal dan Pendidikan
Andreas J. Heinrich memulakan perjalanan pendidikannya di Jerman sebelum melanjutkan latihan pasca-doktoral di Amerika Syarikat, meletakkan asas bagi kerjaya saintifiknya yang cemerlang dalam bidang fizik dan nanosains.
1.1. Pengajian di Jerman
Heinrich memperoleh ijazah Sarjana (Diplom) dan Doktor Falsafah (PhD) dalam bidang fizik masing-masing pada tahun 1994 dan 1998 dari Universiti Göttingen, Jerman. Semasa pengajian kedoktorannya, beliau berkhidmat sebagai pembantu penyelidik dari tahun 1994 hingga 1998 di bawah bimbingan R. G. Ulbrich.
1.2. Latihan Pasca-Doktoral di Pusat Penyelidikan IBM Almaden
Selepas menamatkan pengajian PhD, Andreas Heinrich meneruskan latihan pasca-doktoralnya di Pusat Penyelidikan IBM Almaden di Amerika Syarikat, di bawah bimbingan pemenang Hadiah Kavli, Don Eigler. Beliau kekal di sana sehingga tahun 2001, apabila beliau dilantik sebagai penyelidik dan jurutera. Perpindahannya ke luar negara ini dibiayai oleh biasiswa daripada Yayasan Alexander von Humboldt, dan majalah Jerman Stern mengkategorikan perpindahan Heinrich sebagai sebahagian daripada fenomena "penghijrahan modal insan" dari Jerman.
2. Kerjaya
Kerjaya Andreas J. Heinrich merangkumi peranan penting di institusi penyelidikan terkemuka, di mana beliau memacu inovasi dalam bidang mikroskop terowong imbasan dan nanosains kuantum.
2.1. Pusat Penyelidikan IBM Almaden
Andreas J. Heinrich menghabiskan 18 tahun berkhidmat di Pusat Penyelidikan IBM Almaden. Pada tahun 2005, beliau dilantik sebagai ketua kumpulan penyelidikan mengenai nanostruktur magnetik pada permukaan dan mikroskop probe imbasan (SPM), jawatan yang dipegangnya sehingga tahun 2016. Semasa di IBM, beliau terlibat dalam pembangunan Mikroskop Terowong Imbasan (STM) nano-saat, yang meningkatkan resolusi masa sebanyak 100,000 kali ganda. Beliau juga menggabungkan spektroskopi penyerapan sinar-X dengan spektroskopi eksitasi spin. Pada tahun 2015, pasukannya berjaya menggabungkan STM dengan resonans spin elektron (ESR-STM), membolehkan pengukuran atom tunggal pada spin dengan ketepatan nano-elektronvolt. Pada tahun 2022, pasukannya menunjukkan pengembangan ESR-STM kepada molekul individu.
2.2. Aktiviti di Korea
Pada tahun 2016, Andreas Heinrich berpindah ke Korea Selatan, mengambil peranan penting dalam komuniti penyelidikan saintifik negara itu.
2.2.1. Profesor Ulung di Universiti Wanita Ewha
Selepas berpindah ke Korea Selatan, Heinrich dilantik sebagai profesor ulung di Universiti Wanita Ewha di Seoul, Korea Selatan. Peranan ini membolehkan beliau terus menyumbang kepada penyelidikan dan pendidikan di peringkat akademik.
2.2.2. Pengarah Pusat Nanosains Kuantum IBS
Pada tahun yang sama (2016), Heinrich juga menjadi pengarah pengasas Pusat Nanosains Kuantum di bawah Institut Sains Asas (IBS) di Universiti Wanita Ewha. Pusat penyelidikan ini telah melihat pembangunan yang signifikan di bawah kepimpinannya. Upacara pecah tanah untuk Bangunan Kerjasama Penyelidikan pusat itu berlangsung pada tahun 2018, dan ia dibuka pada tahun 2019 semasa Persidangan IBS mengenai Nanosains Kuantum. Bangunan Pusat Nanosains Kuantum ini menampilkan beberapa tahap getaran terendah untuk makmal STM di dunia, menjadikannya kemudahan penyelidikan canggih. Salah satu matlamat jangka panjang pusat ini adalah untuk mengawal sepenuhnya keadaan kuantum molekul dan atom pada permukaan bersih dan berhampiran antara muka, yang akan membolehkan penggunaan penderia kuantum berkepekaan tinggi.
3. Penyelidikan dan Pencapaian Utama
Andreas J. Heinrich telah membuat sumbangan penting dalam bidang fizik dan nanosains, terutamanya dalam kemajuan teknologi mikroskop terowong imbasan, manipulasi atom, dan penyimpanan data kuantum.
3.1. Mikroskop Terowong Imbasan (STM) dan Kemajuan Teknologi
Heinrich telah menjadi peneraju dalam pembangunan teknologi Mikroskop Terowong Imbasan (STM). Beliau terkenal kerana membangunkan STM nano-saat, yang meningkatkan resolusi masa sebanyak 100,000 kali ganda, membolehkan pengukuran masa relaksasi spin elektron yang pantas dengan resolusi atom. Beliau juga berjaya menggabungkan spektroskopi penyerapan sinar-X dengan spektroskopi eksitasi spin. Pada tahun 2015, pasukannya menggabungkan STM dengan resonans spin elektron (ESR-STM), membolehkan pengukuran atom tunggal pada spin dengan ketepatan nano-elektronvolt. Pada tahun 2022, pasukannya menunjukkan pengembangan ESR-STM kepada molekul individu, memperluaskan keupayaan teknik ini.
3.2. Manipulasi Atom dan Penyimpanan Data
Salah satu bidang penyelidikan utama Heinrich adalah keupayaan untuk memanipulasi atom individu, terutamanya untuk tujuan penyimpanan data dan untuk memahami fizik kuantum pada skala atom.
3.2.1. 'A Boy and His Atom': Filem Animasi Gerak Perlahan Terkecil di Dunia
Heinrich merupakan penyelidik utama di sebalik filem pendek animasi gerak perlahan A Boy and His Atom, yang dihasilkan oleh IBM pada tahun 2013. Filem ini dicipta dengan menggerakkan ribuan atom individu dan telah diiktiraf oleh Guinness World Records sebagai filem gerak perlahan terkecil di dunia. Projek ini bukan sahaja menunjukkan keupayaan manipulasi atom yang luar biasa tetapi juga menarik perhatian awam kepada sains nanosains.
3.2.2. Penyelidikan Memori Atom Tunggal
Dalam usaha mereka untuk meneroka had penyimpanan data, pasukan Heinrich menunjukkan bahawa penyimpanan data dapat dikecilkan daripada standard sejuta atom kepada hanya dua belas atom. Kurang daripada lima tahun kemudian, pasukan yang disertai Heinrich berjaya mengurangkan bilangan atom yang diperlukan untuk penyimpanan maklumat kepada hanya satu atom. Penemuan ini merupakan langkah penting ke arah had teknologi penyimpanan maklumat dan diiktiraf oleh Kementerian Sains dan ICT Korea Selatan sebagai salah satu pencapaian domestik paling penting pada tahun tersebut.
3.3. Nanosains Kuantum dan Teknik Pengukuran Lanjutan
Penyelidikan Heinrich dalam nanosains kuantum memfokuskan kepada asas saintifik sistem koheren kuantum pada skala nano, dengan penekanan khusus pada spin pada permukaan. Bekerja dengan kerjasama IBM Almaden, pasukannya berjaya melakukan imbasan MRI pada atom individu. Pencapaian ini membuka jalan baharu untuk memahami dan mengawal keadaan kuantum atom dan molekul, yang berpotensi membolehkan penggunaan penderia kuantum berkepekaan tinggi pada masa hadapan.
4. Kedudukan Akademik dan Aktiviti
Andreas J. Heinrich telah memegang pelbagai kedudukan akademik dan terlibat secara aktif dalam komuniti saintifik global, menyumbang kepada kemajuan penyelidikan dan pembangunan dasar.
4.1. Keahlian dan Keahlian Akademik
Heinrich diiktiraf sebagai felo di beberapa institusi saintifik terkemuka, termasuk Persatuan Fizik Amerika (APS) dan Persatuan Amerika untuk Kemajuan Sains. Pada tahun 2012, beliau menjadi Felo Persatuan Fizik Amerika atas pembangunan spektroskopi eksitasi spin dan STM nano-saat. Beliau juga menerima Fellowship Terkemuka dari Inisiatif Fellowship Antarabangsa Presiden Akademi Sains Cina (PIFI) pada tahun 2016.
4.2. Peranan Penasihat dan Jawatankuasa
Sejak tahun 2012, Andreas Heinrich telah berkhidmat sebagai ahli Lembaga Penasihat Saintifik Institut Penyelidikan Keadaan Pepejal Max Planck di Stuttgart, Jerman. Penglibatannya dalam badan penasihat ini menunjukkan pengiktirafan kepakarannya dan sumbangannya kepada hala tuju penyelidikan saintifik di peringkat antarabangsa.
5. Anugerah dan Penghargaan
Andreas J. Heinrich telah menerima pelbagai anugerah dan penghargaan berprestij sepanjang kerjayanya, mengiktiraf sumbangan penting beliau kepada bidang fizik dan nanosains.
- 2024: Warganegara Kehormat Seoul
- 2023: Anugerah Penyelidikan Humboldt
- 2021: Anugerah Syaratan Karl Friedrich Bonhoeffer
- 2020: Pingat Heinrich Rohrer
- 2018: 100 Pencapaian R&D Kebangsaan Cemerlang, Kementerian Sains dan ICT
- 2018: Hadiah Feynman Institut Foresight dalam Nanoteknologi
- 2018: Anugerah Joseph F. Keithley untuk Kemajuan dalam Sains Pengukuran
- 2016: Fellowship Terkemuka dari Inisiatif Fellowship Antarabangsa Presiden Akademi Sains Cina (PIFI)
- 2014: Anugerah Pencapaian Teknikal Cemerlang, IBM
- 2012: Felo Persatuan Fizik Amerika
- 2011: Anugerah Terbaik IBM
- 2011: Anugerah Korporat, IBM
- 2010: Anugerah Pencapaian Teknikal Cemerlang, IBM
- 2007: Anugerah Inovasi Cemerlang, IBM
- 2003: Anugerah Bahagian Penyelidikan, IBM
- 1998: Biasiswa Feodor Lynen, Yayasan Alexander von Humboldt, Jerman
