1. Awal Kehidupan dan Pendidikan
Andreas J. Heinrich menempuh pendidikan tingginya di Jerman dan melanjutkan penelitian pascadoktoral di Amerika Serikat, yang membentuk fondasi karier ilmiahnya yang cemerlang.
1.1. Studi di Jerman
Heinrich meraih gelar Master (Diplom) dan Doktor (PhD) di bidang fisika pada tahun 1994 dan 1998 dari Universitas Göttingen, Jerman. Selama periode 1994 hingga 1998, ia bekerja sebagai asisten peneliti di bawah bimbingan R. G. Ulbrich.
1.2. Pascadoktoral di IBM Almaden
Setelah menyelesaikan studi doktoralnya, Heinrich melanjutkan penelitian pascadoktoral di IBM Almaden Research Center di bawah bimbingan Don Eigler, seorang peraih Kavli Prize. Periode ini berlangsung hingga tahun 2001, setelah itu Heinrich direkrut sebagai peneliti dan insinyur di IBM. Keinginannya untuk meninggalkan Göttingen dan bekerja di IBM Almaden didukung oleh beasiswa dari Alexander von Humboldt Foundation, sebuah yayasan di Jerman. Majalah Jerman Stern bahkan mengategorikan kepindahan Heinrich ke luar negeri sebagai bagian dari fenomena "brain drain" (arus keluar modal manusia) dari Jerman.
2. Karier
Karier profesional Andreas J. Heinrich ditandai oleh kontribusi signifikan di IBM Almaden Research Center dan perannya yang krusial dalam mendirikan serta memimpin pusat riset nanosains kuantum di Korea Selatan.
2.1. IBM Almaden Research Center
Heinrich menghabiskan 18 tahun yang produktif di IBM Almaden Research Center. Pada tahun 2005, ia diangkat sebagai pemimpin grup riset untuk nanostruktur magnetik pada permukaan dan mikroskopi prob pemindai (SPM), posisi yang dipegangnya hingga tahun 2016. Selama masa jabatannya di IBM, ia dikenal atas pengembangan mikroskopi penerowongan payung (STM) nanodetik, yang secara dramatis meningkatkan resolusi waktu pengukuran hingga 100.000 kali lipat. Ia juga berhasil menggabungkan spektroskopi absorpsi sinar-X dengan spektroskopi eksitasi spin. Pada tahun 2012, atas kontribusinya dalam pengembangan spektroskopi eksitasi spin dan STM nanodetik, ia diangkat sebagai anggota American Physical Society. Heinrich juga menerima berbagai penghargaan internal dari IBM, termasuk Research Division Award (2003), Outstanding Innovation Award (2007), Outstanding Technical Achievement Award (2010 dan 2014), Best of IBM Award (2011), dan Corporate Award (2011).
2.2. Aktivitas di Korea
Pada tahun 2016, Andreas J. Heinrich memutuskan untuk pindah ke Korea Selatan, di mana ia mengambil peran penting dalam pengembangan riset nanosains kuantum di negara tersebut.
2.2.1. Profesor Tamu di Ewha Womans University
Setibanya di Korea Selatan, Heinrich diangkat sebagai profesor terkemuka di Ewha Womans University di Seoul. Perannya sebagai profesor tamu tidak hanya mencakup pengajaran tetapi juga kontribusi terhadap pengembangan riset di universitas tersebut.
2.2.2. Direktur Pusat Nanosains Kuantum IBS
Bersamaan dengan posisinya di Ewha Womans University, Heinrich juga menjadi direktur pendiri Pusat Nanosains Kuantum (QNS) di Institute for Basic Science (IBS) pada tahun 2016. Pusat riset ini bertujuan untuk merekayasa masa depan kuantum dengan menyelidiki fondasi ilmiah sistem koheren kuantum pada skala nano, dengan fokus khusus pada spin di permukaan.
Pada tahun 2018, upacara peletakan batu pertama untuk Gedung Kerja Sama Penelitian yang akan menjadi rumah bagi Pusat Nanosains Kuantum dilaksanakan. Gedung ini secara resmi dibuka pada tahun 2019, bertepatan dengan Konferensi IBS tentang Nanosains Kuantum. Fasilitas riset ini dirancang dengan tingkat getaran terendah di dunia untuk laboratorium STM, menjadikannya salah satu yang tercanggih secara global. Salah satu tujuan jangka panjang utama QNS adalah untuk sepenuhnya mengontrol keadaan kuantum molekul dan atom pada permukaan bersih dan di dekat antarmuka, yang akan memungkinkan penggunaan sensor kuantum dengan sensitivitas tinggi.
3. Riset dan Pencapaian Utama
Andreas J. Heinrich telah memimpin berbagai penelitian inovatif yang mendorong batas-batas nanosains dan teknologi kuantum, menghasilkan pencapaian signifikan dalam manipulasi atom dan penyimpanan data.
3.1. Pengembangan Teknologi Scanning Tunneling Microscopy (STM)
Heinrich adalah tokoh kunci dalam pengembangan teknologi mikroskopi penerowongan payung (STM). Ia mengembangkan STM nanodetik, sebuah inovasi yang meningkatkan resolusi waktu pengukuran hingga 100.000 kali lipat. Selain itu, ia berhasil menggabungkan spektroskopi absorpsi sinar-X dengan spektroskopi eksitasi spin, memungkinkan analisis material pada tingkat atom dengan presisi yang belum pernah ada sebelumnya. Pada tahun 2015, timnya berhasil mengombinasikan STM dengan resonansi spin elektron (ESR), yang memungkinkan pengukuran spin pada tingkat atom tunggal dengan presisi nano-elektronvolt. Pada tahun 2022, timnya lebih lanjut mendemonstrasikan perluasan ESR-STM untuk mencakup molekul individual, membuka jalan bagi penelitian lebih lanjut dalam kimia dan fisika kuantum.
3.2. Manipulasi Atom dan Penyimpanan Data
Salah satu bidang riset utama Heinrich adalah manipulasi atom tunggal untuk aplikasi penyimpanan data dan komputasi, di mana timnya mencetak beberapa rekor dunia.
3.2.1. Produksi 'A Boy and His Atom'
Heinrich adalah peneliti utama di balik film animasi stop-motion pendek A Boy and His Atom. Film ini, yang diakui oleh Guinness World Records sebagai film stop-motion terkecil di dunia, dibuat dengan memindahkan ribuan atom individual secara presisi. Proyek ini tidak hanya menunjukkan kemampuan luar biasa dalam manipulasi atom tetapi juga menarik perhatian publik terhadap potensi nanosains.
3.2.2. Penelitian Memori Atom Tunggal
Dalam penelitiannya tentang batas-batas penyimpanan data, tim Heinrich menunjukkan bahwa penyimpanan data dapat diciptakan dari hanya dua belas atom, sebuah pengurangan drastis dari standar sebelumnya yang membutuhkan satu juta atom. Kurang dari lima tahun kemudian, tim yang dipimpin Heinrich berhasil mengurangi jumlah atom yang diperlukan untuk menyimpan informasi menjadi hanya satu atom tunggal. Pencapaian ini dianggap sebagai salah satu hasil riset domestik paling substansial di Korea Selatan pada tahun tersebut oleh Kementerian Sains dan TIK.
3.3. Nanosains Kuantum dan MRI Atom Tunggal
Di Pusat Nanosains Kuantum (QNS) Institute for Basic Science (IBS), Heinrich dan timnya berfokus pada rekayasa masa depan kuantum dengan menyelidiki fondasi ilmiah sistem koheren kuantum pada skala nano, dengan penekanan pada spin di permukaan. Salah satu tujuan jangka panjang mereka adalah untuk sepenuhnya mengontrol keadaan kuantum molekul dan atom pada permukaan bersih dan di dekat antarmuka, yang akan memungkinkan penggunaan sensor kuantum dengan sensitivitas tinggi. Bekerja sama dengan IBM Almaden Research Center, tim Heinrich berhasil melakukan pemindaian resonansi magnetik (MRI) pada atom individual, sebuah terobosan yang memiliki implikasi besar untuk pemahaman dan manipulasi materi pada skala fundamental.
4. Posisi dan Aktivitas Akademik
Pengakuan atas keahlian ilmiah Andreas J. Heinrich tercermin dari keanggotaannya di berbagai organisasi profesional terkemuka dan perannya dalam badan penasihat ilmiah.
4.1. Keanggotaan dan Aktivitas Ilmiah
Heinrich adalah anggota kehormatan dari American Physical Society (APS) dan American Association for the Advancement of Science (AAAS), yang menunjukkan pengakuan luas atas kontribusinya dalam fisika dan sains secara umum. Pada tahun 2016, ia juga menerima Distinguished Fellowship dari President's International Fellowship Initiative (PIFI) Chinese Academy of Sciences.
4.2. Kegiatan Penasihat dan Komite
Sejak tahun 2012, Heinrich telah menjabat sebagai anggota Dewan Penasihat Ilmiah di Max Planck Institute for Solid State Research di Stuttgart, Jerman. Perannya dalam dewan ini menunjukkan pengaruh dan keahliannya dalam memberikan panduan strategis untuk riset ilmiah tingkat tinggi.
5. Penghargaan dan Penghormatan
Andreas J. Heinrich telah menerima berbagai penghargaan dan penghormatan atas kontribusinya yang luar biasa di bidang fisika dan nanosains:
- 2024: Warga Kehormatan Seoul
- 2023: Humboldt Research Award
- 2021: Karl Friedrich Bonhoeffer Lecture Award
- 2020: Heinrich Rohrer Medal
- 2018: Outstanding National R&D Performances (국가연구개발 우su성과 100선) dari Kementerian Sains dan TIK
- 2018: Foresight Institute Feynman Prize in Nanotechnology
- 2018: Joseph F. Keithley Award For Advances in Measurement Science
- 2016: Distinguished Fellowship dari Chinese Academy of Sciences President's International Fellowship Initiative (PIFI)
- 2014: Outstanding Technical Achievement Award, IBM
- 2012: Anggota American Physical Society
- 2011: Best of IBM Award, IBM
- 2011: Corporate Award, IBM
- 2010: Outstanding Technical Achievement Award, IBM
- 2007: Outstanding Innovation Award, IBM
- 2003: Research Division Award, IBM
- 1998: Beasiswa Feodor Lynen, Alexander von Humboldt Foundation, Jerman
6. Pranala Luar
- [https://www.ibs.re.kr/eng/sub02_03_09.do Institute for Basic Science - Andreas J. Heinrich]
- [http://qns.science IBS Center for Quantum Nanoscience]
- [https://scholar.google.com/citations?user=EELwQMAAAAAJ&hl=en Andreas Heinrich di Google Scholar]
- [http://www.ibs.re.kr Institute for Basic Science (IBS)]
- [https://www.youtube.com/channel/UC_IkX98D4LSDoVaR5wlLKnw Saluran YouTube - Pusat Nanosains Kuantum IBS]
- [https://www.ibs.re.kr/cop/bbs/BBSMSTR_000000000740/selectBoardArticle.do?nttId=16193 Menjelajahi Dunia Kuantum di Dalam Atom]
- [https://www.natureindex.com/institution-outputs/south-korea/center-for-quantum-nanoscience-ibs/58eb4bde140ba0703c8b4568/Physical%20Sciences Nature Index - Pusat Nanosains Kuantum]