Команда Питерской Вышки создаст образовательный курс по цифровому моделированию новых материалов для российской отрасли полупроводниковых лазеров

Курс «Цифровое моделирование полупроводниковых мультислойных наноматериалов для использования в новых лазерных гетероструктурах» будет реализован в рамках новой стратегической программы «Цифровое моделирование материалов» Фонда инфраструктурных и образовательных программ (ФИОП).

© pixabay.com

Собрать команды ученых, исследователей и инженеров, разработать современные программы переподготовки под приоритеты развития российских производственных компаний и провести обучение, результатом которого станут не только знания и навыки, но и цифровые модели перспективных материалов – задача, которую ставит перед собой ФИОП. НИУ ВШЭ – Санкт-Петербург вошел в первую группу разработчиков таких программ ДПО. 

Промышленным партнером выступает компания «Эльфолюм», занимающаяся разработкой и производством мощных полупроводниковых лазеров. Тема курса «Цифровое моделирование полупроводниковых мультислойных наноматериалов для использования в новых лазерных гетероструктурах» напрямую связана с планами повысить качество и уровень выпускаемой продукции, расширить производство компании. Поэтому обучение будет включать и теоретические занятия, и большой практический блок решения актуальной для индустрии исследовательской задачи. 

Заинтересованность в научных результатах уже выразили компании НТО «ИРЭ-Полюс» (IPG Photonics), НИИ «Полюс» им. М.Ф.Стельмаха и «Коннектор Оптикс». Материалы обучения также лягут в основу открытого онлайн-курса, что позволит в дальнейшем охватить более широкий круг заинтересованных слушателей: студентов, аспирантов, научных работников, специалистов R&D-подразделений профильных компаний.

Образовательный проект будет реализован в течение 2022 года.

Руководит проектом Алексей Жуков, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН, заместитель декана по научной работе Санкт-Петербургской школы физико-математических и компьютерных наук, руководитель департамента физики, научный руководитель Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники НИУ ВШЭ – Санкт-Петербург. К участию в проекте приглашены сотрудники департамента физики и международной  лаборатории квантовой оптоэлектроники НИУ ВШЭ – Санкт-Петербург, Академический университет имени Ж.И. Алфёрова, а также компания «Софт-Импакт» – разработчик программных продуктов для цифрового моделирования полупроводниковых приборов.

«С таким форматом проектов мы сталкиваемся впервые и, кажется, это очень удачная задумка ФИОП: исследовательская часть проекта фактически служит проверкой того, насколько успешно реализована его образовательная часть. Отобранные совместно с компанией-партнером слушатели на первом этапе проходят обучение в области цифрового моделирования и затем применяют полученные знания и навыки при разработке новой конструкции полупроводниковой лазерной гетероструктуры. Задача исследовательского проекта направлена на улучшение отвода тепла от активной области полупроводникового лазера. И здесь опыт компании «Софт-Импакт» в численном моделировании процессов роста кристаллов и пленок полупроводниковых материалов, моделировании приборов для электроники и оптоэлектроники будет очень полезен.

Проблема перегрева, с которой сталкиваются почти все полупроводниковые приборы, особенно остро стоит в случае мощных полупроводниковых лазеров.  В таких структурах большие токи, в десятки ампер, протекают через полупроводниковый кристалл сравнительно малого размера, типично сто микрон на несколько миллиметров. Это вызывает значительное выделение тепла и, как результат, приводит к увеличению температуры лазера по отношению к температуре окружающей среды. В свою очередь, это снижает приборные характеристики по сравнению с тем, что могло бы быть достигнуто в случае отсутствия саморазогрева.  Таким образом, улучшение отвода тепла откроет возможности заметно улучшить приборные характеристики. Поэтому заинтересованность в результатах проекта помимо компании-партнера выразили и еще несколько российских производителей лазеров. 

Что касается инструментов моделирования, то я хотел бы особенно подчеркнуть, что в проекте будут использоваться программы российской компании, штаб-квартира которой расположена здесь, в Санкт-Петербурге, недалеко от нашего факультета. Мы ожидаем, что сотрудничество с компанией «Софт-Импакт» не ограничится только этим проектом и будет взаимовыгодным».

Справочно:

Фонд инфраструктурных и образовательных программ (ФИОП) – один из федеральных институтов развития. Фонд первым в России начал работать в deep tech секторе по венчуростроительной модели и создал с нуля 900 стартапов. Фонд придерживается экосистемного подхода при выходе в новые технологии и рынки.

Компания «Эльфолюм» специализируется на разработке, исследовании и изготовлении мощных полупроводниковых лазеров. В компании реализуется полный цикл по изготовлению полупроводниковых лазеров – от эпитаксиального роста гетероструктур до готовых приборов, для решения задачи разработки и изготовления диодных лазеров с требуемыми параметрами.