Laboratoire de Physique de l'Etat Condensé

Le Mans, le 12/3/98

Programme de recherche concernant Dr. Jesus Ricote

Projet: matériaux ferroélectriques en couches minces, propriétés et microstructures

Monsieur Jesus Ricote va bénéficier d'une allocation de recherche post-doctorale de la Région des Pays de Loire, pour être intégré au Laboratoire de Physique de l'Etat Condensé de l'Université du Maine, Le Mans.

Son projet de recherche se situe à l'interface physico-chimie de l'état condensé, une thématique en fort développement au Laboratoire.

Mr Ricote est spécialiste en élaboration et caractérisation de couches minces, principalement de matériaux ferroélectriques et piezoélectriques. Ses travaux de recherche son axés sur la caractérisation des propriétés physiques des ferro et piézoélectriques. Ce thème n'est pas présent au Laboratoire, et nous profiterons du savoir faire de Mr Ricote pour le développer.

Ses compétences dans le domaine des dépôts minces d'oxydes, en microscopies optiques et électroniques et en analyse d'image, permettront de renforcer l'équipe "surfaces et interfaces" naissante au Laboratoire.

Les dépôts de films minces nécessitent le contrôle a posteriori de la microstructure et la caractérisation physique précise des couches à propriétés spécifiques. L'aide qu'apportera Mr Ricote se placera naturellement dans ce contexte à multiples spécialités de pointe. Les premières couches d'oxydes à transition de phase métal-isolant ont déjà été déposées, et les thésards du LPEC bénéficieront de sa venue.

Mr Ricote participera en outre à la mise au point d'une technique d'analyse quantitative de texture, nouvelle, par diffraction de rayons X en utilisant un détecteur unidimensionnel. Le but, in fine, est de pouvoir coupler l'analyse des orientations préférentielles aux contraintes élastiques d'échantillons fortement anisotropes (tels que les films minces d'oxydes), et à la dimension des domaines cohérents de diffraction. Ce type d'analyse combinée est seulement naissant au niveau international, et l'aide de Mr Ricote sera très profitable. Le contrôle des propriétés physiques anisotropes, et leur prédiction au niveau macroscopique, passe forcément par une connaissance quantitative des orientations préférentielles (contrôle des désorientations, des joints de grains, des relations hétéroépitaxiales…). De même, l'achat récent d'un réflectomètre haute résolution pour l'étude de couches minces au Laboratoire permettra de contrôler certains types de défauts caractéristiques des dépôts minces d'oxydes (rugosités de surface et d'interface, porosité, densité électronique…).

Nous comptons ainsi, dans un premier temps, analyser des films provenant de collaborateurs communs à Mr Ricote et D. Chateigner (A. Patel, GEC-Marconi et R. Whatmore, Univ. de Cranfield). Cette phase sera une phase de formation aux techniques de diffraction et de réflexion des rayons X pour Mr. Ricote.

En même temps qu'il sera formé au Laboratoire sur ces types d'analyses par des spécialistes reconnus appartenant au LPEC, Mr Ricote permettra l'avancement au Laboratoire de ces techniques.

Le contrôle de la surface des films déposés s'effectuera par AFM à différents stades de croissance (dispositif AFM de l'équipe des polymères).

Mr Ricote permettra par conséquent d'épauler de façon significative plusieurs thèmes de recherche du Laboratoire, d'en développer d'autres et de se former à plusieurs techniques. Par conséquent il n'exercera pas de tâches de production pour le LPEC et ne sera pas subordonné à ce dernier.

 

Equipe Surfaces et Interfaces du LPEC

Daniel Chateigner, Patrick Laffez et Alain Gibaud

LPEC, Univ. Du Maine

Tel: 02 43833268

dchat@univ-lemans.fr

 

 

 

Laboratoire de Physique de l'Etat Condensé

Le Mans, le 18/12/97

Lettre du Laboratoire d'accueil concernant la candidature de Jesus Ricote

Projet: matériaux ferroélectriques en couches minces, propriétés et microstructures

Monsieur Jesus Ricote candidate pour obtenir une allocation de recherche post-doctorale à la région, pour être intégré au Laboratoire de Physique de l'Etat Condensé de l'Université du Maine. Après une annonce divulguée dans les milieux internationaux correspondants aux thématiques du Laboratoire, nous avons pris la décision de présenter son dossier à la commission d'attribution des bourses, car il se détache nettement des autres par sa pluridisciplinarité et son profil à l'interface physico-chimie de l'état condensé, une thématique en fort développement du Laboratoire.

Le candidat est un chercheur confirmé qui a eu l'habitude d'œuvrer dans de multiples instituts européens (notamment au CEMES, Toulouse; au CSIC, Barcelone; Cranfield University), et son travail scientifique est à l'image de ses 25 publications en revues internationales de qualité.

Mr Ricote est spécialiste en élaboration et caractérisation de couches minces, principalement de matériaux ferroélectriques et piezoélectriques. Ses travaux de recherche son axés sur la caractérisation des propriétés physiques des ferro et piézoélectriques. Ce thème n'est pas présent au Laboratoire, et nous profiterons du savoir faire de Mr Ricote pour le développer. Ses compétences dans le domaine des dépôts minces d'oxydes, en microscopies optiques et électroniques et en analyse d'image, permettront de renforcer l'équipe "surfaces et interfaces" naissante au Laboratoire et très appréciée lors de la dernière évaluation par le CNRS. Cette orientation thématique du Laboratoire nécessite le contrôle de la microstructure et la caractérisation physique précis des couches à propriétés spécifiques. L'aide qu'apporterait Mr Ricote se placerait naturellement dans ce contexte à multiples spécialités de pointe. Les premières couches d'oxydes à transition de phase métal-isolant ont déjà été déposées, et plusieurs thésards du LPEC bénéficieraient en outre de la venue du candidat.

Nous sommes en train de mettre au point une technique d'analyse quantitative de texture par diffraction de rayons X en utilisant un détecteur unidimensionnel. Le but, in fine, est de pouvoir coupler l'analyse des orientation préférentielles aux contraintes élastiques d'échantillons fortement anisotropes (tels que les films minces d'oxydes), et à la dimension des domaines cohérents de diffraction. Ce type d'analyse combinée est seulement naissant au niveau international, et l'aide de Mr Ricote serait très profitable. Le contrôle des propriétés physiques anisotropes, et leur prédiction au niveau macroscopique, passe forcément par une connaissance quantitative des orientations préférentielles (contrôle des désorientations, des joints de grains, des relations hétéroépitaxiales…). De même, l'achat récent d'un réflectomètre haute résolution pour l'étude de couches minces au Laboratoire permettra de contrôler certains types de défauts caractéristiques des dépôts minces d'oxydes (rugosités de surface et d'interface, porosité, densité électronique…).

En même temps qu'il serait formé au Laboratoire sur ces types d'analyses par des spécialistes reconnus appartenant au LPEC, Mr Ricote permettrait l'avancement au Laboratoire de ces techniques.

Il apparaît évident que le parcours du candidat renforcera aussi les liens transversaux entre laboratoires de l'Université du Maine. A court terme d'abord, par exemple, pour le contrôle de l'état de surface des films déposés par AFM à différents stades de croissance (dispositif AFM de l'équipe des polymères). Ensuite, à plus long terme, parce que l'analyse de texture dans sa version plus aboutie, permettra l'évaluation des taux de cristallinités de composés semi-cristallisés et la détermination des fonctions de distribution d'orientations de matériaux polyphasés (polymères, matériaux géologiques …).

On le voit, le pôle Matériaux de l'Université du Maine se trouverait enrichit de la venue de Mr Ricote. Parce que l'activité couches minces à propriétés spécifiques est en claire adéquation avec les thématiques affichées par l'ENSIM, l'ISMANS ou encore le Laboratoire des Fluorures, et parce que les méthodes de caractérisations poussées du LPEC mentionnées plus haut pourront, de façon non restrictives, servir utilement d'autres Laboratoires qui s'intéressent à d'autres matériaux.

Aussi nous sollicitons l'attribution d'une allocation post-doctorale de la Région des pays de la Loire pour la personne du Dr J. Ricote.

Pour l'Equipe Surfaces et Interfaces du LPEC

Daniel Chateigner, Patrick Laffez et Alain Gibaud

LPEC, Univ. Du Maine

Tel: 02 43833268

dchat@univ-lemans.fr

 

Pièces jointes: CV détaillé de Mr J. Ricote et liste de publications

CURRICULUM VITAE

Name: Dr. Jesus Ricote

Advanced Materials Group, School of Industrial and Manufacturing Science, Bd. 70, Cranfield University, Cranfield, Bedfordshire MK43 0AL, UNITED KINGDOM.

Phone: 44-(0)1234-750111 (ext. 2584)

FAX: 44-(0)1234-752473

e-mail: j.ricote@cranfield.ac.uk

Nationality: Spanish

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FORMATION

Université Complutense, Madrid, Espagne:

- June 1990. DEGREE IN PHYSICS (Speciality: Physics of Materials). Certificate of ungraduate and graduate courses.

- October 1994. Doctor in Physics. Doctoral Thesis: "Microstructure- ferropiezoelectric properties relationships of modified lead titanate ceramics." Supervisor: Dr. Lorena Pardo.

Grade: Apto Cum Laude por unanimidad.

Abstract: The knowledge of the dependence of the dielectric, elastic and piezoelectric parameters on the microstructure of modified lead titanate ceramics is essential to explain the special properties of these materials. To this aim, a whole characterization at a mesoscopic scale of a wide range of ceramic microstructures was carried out, using the combination of the optical and scanning electron microscopies with the image analysis assisted by a computer, together with a thorough statistical analysis. To study the microstructural effects, not only are the ferropiezoelectric parameters determined precisely by resonance methods, but also the behaviours as a function of the temperature and the poling field are analyzed. The study reveals details of the ceramic evolution due to the processing conditions, not available by other methods. The results give the necessary information for a realistic modelling of the relationships between the microstructure and the ferropiezoelectric properties of these materials.

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PROFESSIONAL EXPERIENCE.

- September 1990 - August 1994: INSTITUTO DE CIENCIA DE MATERIALES DE MADRID (ICMM). CSIC. SPAIN: CSIC Postgraduate grant (funded by the BRITE-EURAM project BREU-CT91-0504).

- September 1994 - June 1995: ICMM. CSIC. SPAIN. CSIC Postdoctoral fellowship (funded by the BRITE-EURAM project BRE2-CT92-0254).

- 10-21 July 1995: CENTRE D'ELABORATION DES MATERIAUX ET D'ETUDES STRUCTURALES (CEMES). CNRS. Toulouse, FRANCE. Short Term Mission (funded by the CE COST 514 Action).

- 28 August-22 September 1995: CEMES, CNRS. Toulouse, France. Postdoctoral stay (funded by the program of research cooperation CSIC-CNRS).

- January 1996: CRANFIELD UNIVERSITY. Cranfield. UNITED KINGDOM. Research Officer.

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ATTENDANCE TO INTERNATIONAL COURSES.

- "Computer-assisted image analysis and measurement."

Prof J.C. Russ (N.C. State University, USA), Prof. H.J.G. Gundersen (University of Aarhus, Dinamarca). DANISH TECHNOLOGICAL INSTITUTE, TAASTRUP, DENMARK. 14-16 June 1993.

- "TEM specimen preparation in the physical sciences."

Ronald M. Anderson (Analytical Services Group, IBM), Reinhard M. Staffler and Alex Gabathuler (BAL-TEC). BAL-TEC, BALZERS, PRINCIPALITY OF LIECHTENSTEIN. 31 May-1 June 1995.

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RELEVANT SCIENTIFIC TECHNIQUES AND SKILLS ACQUIRED.

1. Optical, Scanning and Transmission Electron Microscopies (SEM-TEM).

2. Transmission Electron Microscopy (TEM) samples preparation.

3. TEM and electron diffraction analysis of ceramics, thin films, single crystals.

4. Metallographic samples preparation.

5. Energy Dispersive Spectroscopy (EDS).

6. Powder X-Ray Diffraction (XRD).

7. Computerized image analysis applied to microscopy.

8. Statistical Analysis of size distributions.

9. Determination of mechanical properties by indentation techniques.

10. Piezoelectric parameters measurements by resonance methods (IEEE Standard and iterative procedures).

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FOREIGN LANGUAGES KNOWLEDGE.

English: Certificate of Proficiency in English. Grade A. UNIVERSITY OF CAMBRIDGE. June 1997. Certificado de aptitud del ciclo superior en el idioma INGLES. ESCUELA OFICIAL DE IDIOMAS DE MADRID. June 1993.

German: Certificate of the intermediate level "Mittelstufe I". GOETHE INSTITUT. November 1995. 2nd level of German language studies. ESCUELA OFICIAL DE IDIOMAS de Madrid. June 1995.

French: 1st level of French language studies. ESCUELA OFICIAL DE IDIOMAS de Madrid. June 1995.

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PUBLICATIONS

- In international reviews: 25 (10 as 1st author)

- International Conferences: 12 (5 oral presentations, 1 invited)

- National Conferences: 4

1 Award: 97 Best young researcher doctor at Electroceramica congress

 

LIST OF PUBLICATIONS

1. L. Pardo, J. RICOTE, B. Jimenez, F. Carmona. "Caracterizacion mecanica de ceramicas de PbTiO3, modificadas con Ca y de vidrios de boro para la preparacion de composites piezoelectricos." Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr. 30(5) (1991), pp. 352-357.

2. L. Pardo, J. RICOTE, F. Carmona and B. Jimenez. "Mechanical characterization of modified PbTiO3 ceramics and boron glasses for piezoelectric composites preparation." Ferroelectrics, 127 (1992), pp. 167-172.

3. L. Pardo, J. RICOTE, C. Alemany, B. Jimenez and C.E. Millar. "Field dependence of the electromechanical properties of fine grained hydrothermally processed lead titanate ceramics." Proceedings of the Eighth IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics, (1992), pp. 512-515. Ed. M. Liu, A. Safari, A. Kingon, G. Haertling. IEEE Catalog number 92CH3080-9. New York, USA 1992.

4. J. RICOTE, C. Alemany and L. Pardo. "Influence of microstructure on piezoelectric behaviour of calcium modified lead titanate ceramics." Proceedings of the third Euro-Ceramics, vol. 2 (1993), pp. 163-168. Ed. P. Duran and J.F. Fernandez. Faenza Editrice Iberica S.L. 1993.

5. L. Pardo, M.L. Calzada, S.J. Milne, J. RICOTE and B. Jimenez. "Microstructure of Sol-Gel prepared ferroelectric thin films." Proceedings of the third Euro-Ceramics, vol. 2 (1993), pp. 729-734. Ed. P. Duran and J.F. Fernandez Faenza Editrice Iberica S.L. 1993.

6. C.E. Millar, W. Wolny, L. Pardo, J. RICOTE, R. Sirera, G. Feuillard and M. Lethiecq. "Processing of piezoceramics for SAW applications." Proceedings of the third Euro-Ceramics, vol. 2 (1993), pp. 187-192. Ed. P. Duran and J.F. Fernandez Faenza Editrice Iberica S.L. 1993.

7. J. RICOTE, L. Pardo and B. Jimenez. "Mechanical characterization of calcium modified lead titanate ceramics by indentation methods." Journal of Material Science, 29 (1994), pp. 3248-3254.

8. S.G. Brodie, J. RICOTE and C.E. Millar. "Hot isostatic pressing of Aurivillius compounds for high temperature device applications." British Ceramic Proc. 52 (1994), pp.195-203.

9. C.E. Millar, W. Wolny, J. RICOTE, C. Alemany and L. Pardo. "The effect of hot isostatic pressing on the microstructure of hydrothermally processed PbTiO3 ceramics." British Ceramic Proc. 52 (1994), pp. 185-193.

10. C.E. Millar, L. Pedersen, L. Pardo, J. RICOTE, C. Alemany, B. Jimenez, G. Feuillard and M. Lethiecq. "Effect of processing on surface acoustic wave properties of a modified lead titanate ceramic." Proceedings of the Ninth IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics, (1994), pp. 138-141. Ed. R.K. Pandey, M. Liu, A. Safari. IEEE Catalog number 94CH3416-5. New York, USA 1994.

11. C.E. Millar, B. Andersen, E. Ringgard, W. Wolny, J. RICOTE and L. Pardo. "Fabrication of high density, fine-grained PZT ceramics using a post sintering HIP treatment." Proceedings of the Ninth IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics, (1994), pp. 118-121. Ed. R.K. Pandey, M. Liu, A. Safari. IEEE Catalog number 94CH3416-5. New York, USA 1994.

12. C.E. Millar, L. Pedersen, L. Pardo, J. RICOTE, C. Alemany, B. Jimenez, G. Feuillard and Y. Yanin. "SAW properties of La, Sm modified lead titanate ceramics." Proceedings of the 4th International Conference on Electronic Ceramics and Applications vol. II, (1994), pp. 1083-1088. Ed. R. Waser. Aachen, Germany 1994.

13. L. Pardo, M.L. Calzada, S.J. Milne, J. RICOTE and B. Jimenez. "Microstructure development of diol-based sol-gel processed lead titanate thin films." Journal of Physics and Chemistry of Solids, 56.(1) (1995), pp.15-25.

14. L. Pardo, J. RICOTE and M.L. Calzada. "Microstructure of lead titanate based thin films." NATO ASI Series. Serie E: Applied Sciences, 284 (1995), pp. 167-175.

15. L. Pardo, J. RICOTE, R. Sirera and M.L. Calzada. "Quantitative Study of the microstructure of Sm substituted lead titanate thin films." Microelectronic Engineering, 29 (1995), pp 301-304.

16. J. RICOTE, P. Herrero, A. Garc!a, L. Pardo. "Evolucion de la microestructura de ceramicas de titanato deplomo modificado con calcio por efecto del prensado isostatico en caliente." Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr., 34[5-6] (1995), pp. 285-291.

17. J. RICOTE, C. Alemany and L. Pardo. "Microstructural effects on dielectric and piezoelectric behaviour of calcium modified lead titanate ceramics." Journal of Materials Research, 10(12) (1995), pp. 3194-3203.

18. J.RICOTE and L. Pardo. "Microstructure-properties relationships in samarium modified lead titanate piezoceramics. Part I: Quantitative study of the microstructure." Acta Materialia, 44(3) (1996), pp. 1155-1167.

19. J. RICOTE, C. Alemany, L. Pardo and C.E. Millar. "Microstructure-properties relationships in samarium modified lead titanate piezoceramics. Part II: Dielectric, piezoelectric and mechanical properties." Acta Materialia, 44(3) (1996), pp. 1169-1179.

20. J. RICOTE, C. Alemany and L. Pardo. "Relations between microstructure and macroscopic properties in modified lead titanate piezoceramics." Ferroelectrics, 186 (1996), pp. 297-300.

21. R. Sirera, M.L. Calzada, J.RICOTE and L. Pardo. "Crystallization and microstructure of (Sm,Pb)TiO3 thin films prepared from sol-gel synthesized solutions." Journal of Sol Gel Science and Technology, 8 (1997), pp. 425-430.

22. J. RICOTE, E. Snoeck, R. Coratger and L. Pardo. "Microstructural studies of sol-gel processed Sm modified lead titanate thin films." Journal of Physics and Chemistry of Solids (accepted for publication).

23. M.L. Calzada, R. Sirera, J. RICOTE and L. Pardo. "Solution processing and crystallization of ferroelectric samarium modified lead titanate thin films." Journal of Materials Chemistry (accepted for publication).

24. J. RICOTE, R.W. Whatmore and S.A. Impey. "Caracterizacion por medio de microscopia electronica de transmision de ceramicas de titanato zirconato de plomo con alto contenido en Zr." Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr. (accepted for publication).

25. J. RICOTE, D.L. Corker, R.W. Whatmore, S.A. Impey, A.M. Glazer, J. Dec and K. Roleder. "A TEM and neutron diffraction study of the local structure in the rhombohedral phase of lead zirconate titanate" Journal of Physics: Condensed Matter (submitted).

16 works presented at the following congress and meetings:

- I Reunion Nacional de Electroceramica, El Escorial, Madrid, 18-19 Junio 1991. Poster.

- 7th European Meeting on Ferroelectricity, EMF-91, Dijon, France, July 8-12 1991. Poster.

- XXIII Reunion Bienal de la Real Sociedad Española de Fisica, Valladolid, 23-27 Septiembre 1991. Poster.

- Eighth IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics, ISAF-92, Greenville, South Caroline, USA, August 30 - September 2, 1992. Poster.

- Third European Ceramic Society Conference, THIRD ECerS, Madrid, Spain, September 12-17, 1993. 2 Posters and 1 Oral Presentation.

- Symposium on Electoceramics, Condensed Matter and Materials Physics Conference, CMMP 93, University of Leeds, U.K., 20-22 December 1993. 1 Poster and 1 Oral Presentation.

- Science and technology of electroceramic thin films. NATO ADVANCED RESEARCH WORKSHOP. Italy, 20-24 June 1994. Oral Presentation.

- Ninth International Symposium on Applications of Ferroelectrics, ISAF-94, Pennsylvania State University, Pennsylvania, USA, August 7 - 10, 1994. 2 Posters.

- 4th International Conference on Electronic Ceramics and Applications, Electroceramics IV, Aachen (Alemania), September 5-7, 1994. Invited Lecture.

- 1994 IEEE International Ultrasonics Symposium, Cannes, France, November 1-4, 1994. Oral Presentation.

- II Reunion Nacional de Electroceramica, Aranjuez, Madrid, 22-23 Junio 1995. Poster.

- 8th European Meeting on Ferroelectricity, EMF8, Nijmegen, The Netherlands, July 4-8, 1995. Poster.

- 1st European Meeting on Integrated Ferroelectrics, EMIF1, Nijmegen, The Netherlands, July 4-8, 1995. Poster.

- 8th International Workshop on Glasses and Ceramics from Gels, Faro, Portugal, September 18-22, 1995. Poster.

- Workshop of the COST514 European Concerted Action on Ferroelectric Thin Films, Madrid, Spain, 4-5 March, 1996. Oral Presentation.

- III Reunion Nacional de Electroceramica, Alcal de Henares, Madrid, 19-20 Junio 1997. Poster.

 

RESEARCH PROJECTS RESUME

1.- "Materiales ferropiezoelectricos compuestos para sensores piezoelectricos". Funded by the Spanish CICYT. Responsible researcher: Prof. Dr. Basilio Jimenez Diaz. ICMM. CSIC. SPAIN. 1989-1991

2.- "Estudio y desarrollo de ceramicas piezoelectricas". Funded by the Spanish CDTI. Responsible researcher: Prof. Dr. Basilio Jimenez Diaz. ICMM. CSIC. SPAIN. 1990-1992.

3.- "Preparacion y estudio de l minas delgadas ferroelectricas para dispositivos electrenicos". Funded by the Comunidad Autonoma de Madrid. Responsible researcher: Dr. Lorena Pardo Mata. ICMM. CSIC. SPAIN. 1991-1994.

4.- "Materiales ferroelectricos tipo perovskita para dispositivos electronicos". Funded by the Spanish CICYT. Responsible researcher: Prof. Dr. Basilio Jimenez Diaz. ICMM. CSIC. SPAIN. 1991-1994.

5.- "Piezoceramics for SAW devices. Hydrothermal synthesis as a method to achieve submicron grain size powder". BRITE/EURAM. Responsible researcher: Prof. Dr. Basilio Jimenez Diaz. ICMM. CSIC. SPAIN. 1991-1994.

6.- "New piezoelectric ceramics with Tc > 1000 C for operation up to 800 C". BRITE/EURAM. Responsible researcher: Dr. Lorena Pardo Mata. ICMM. CSIC. SPAIN. 1992-1995.

7.- "Ferroelectric ceramic thin film for SAW devices". EC Cost Action 514. Responsible researcher: Prof. Dr. Jesus Mendiola Diaz. ICMM. CSIC. SPAIN. Started 1994.

8.- "Structure and physical properties of PZT materials". Project type: EPSRC. Responsible researcher: Prof. Dr. Roger Whatmore. CRANFIELD UNIVERSITY. UNITED KINGDOM. 1995-1997.