Магистратура Питерской Вышки по физике запускает экспериментальный трек
Образовательная программа магистратуры (МП) «Физика» теперь будет содержать, помимо теоретического, еще и экспериментальный трек «Физика и технология наноструктур». Этот трек станет важным этапом выстраивания в НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург непрерывной системы подготовки научных кадров по направлению «Физика полупроводников».
Основными направлениями исследований на экспериментальном треке «Физика и технология наноструктур» МП «Физика» станут физика конденсированных сред, физика полупроводников, оптика и лазерная физика, радиофотоника, а также опто–, нано– и микроэлектроника. У трека будет свой академический руководитель — профессор Санкт-Петербургской школы физико-математических и компьютерных наук Валентина Журихина.
Михаил Мухин, декан Санкт-Петербургской школы физико-математических и компьютерных наук
Сегодня физика полупроводников и нанотехнологий очень популярна и перспективна с точки зрения ее экспериментальной и технологической части. К этому направлению буквально приковано внимание научного сообщества. В Петербурге есть хорошие технологии и хорошая экспериментальная база, с которыми мы работаем. Во-первых, у нас в структуре факультета есть Международная лаборатория квантовой оптоэлектроники, молодая и быстро развивающаяся. В ней проводятся исследования полупроводниковых наноструктур, лазерных микрорезонаторов и оптических волноводов, а также ведется разработка интегральных приборов оптоэлектроники и нанофотоники. Во-вторых, у нас есть две базовые кафедры ведущих научных центров России и мира — Физико-технического института (ФТИ) им. А.Ф. Иоффе и «НИЦ Курчатовский институт — ПИЯФ» (Петербургского института ядерной физики), обеспечивающие нашим студентам доступ к лабораториям этих институтов.
Мы ожидаем, что магистранты экспериментального трека будут вести активную проектную и научно-исследовательскую деятельность — сначала в качестве практикантов и стажеров магистратуры, а в перспективе и будучи аспирантами, потому что уже в следующем году на факультете откроется аспирантура по научной специальности «1.3.11. Физика полупроводников». Тем самым мы последовательно выстраиваем в петербургском кампусе Вышки непрерывную систему подготовки востребованных научных кадров по данному направлению.
Помимо базовых предметов, таких как физическая кинетика и квантовая электродинамика, в программу трека включены курсы по технологии полупроводниковых наногетероструктур, физике низкоразмерных систем, оптическим методам исследования наноструктур и фотонным устройствам. Все курсы читают специалисты, работающие в данной области и знакомые с последними достижениями науки в своем направлении.
Предполагается, что трек подготовки магистров-физиков экспериментальной направленности будет преимущественно базироваться на научно-исследовательских возможностях Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург. Лаборатория проводит фундаментальные и приборно-ориентированные исследования в области изучения свойств полупроводниковых материалов и различных полупроводниковых наноструктур, таких как квантовые точки и нитевидные нанокристаллы, разработке и оптимизации свойств различных оптоэлектронных приборов.
Одно из основных исследовательских направлений лаборатории связано с разработкой микролазеров с целью их последующего применения в оптических сенсорах и системах оптической передачи и обработки данных. Такие приборы обладают размерами около 10 микрон, что на несколько порядков меньше размеров обычных полупроводниковых лазеров, благодаря чему они характеризуются низким энергопотреблением и могут быть интегрированы с другими электронными, оптоэлектронными и оптическими приборами и устройствами — например, с микро-фотоприемниками, оптическими волноводами и другими, образуя оптоэлектронные интегральные цепи. Это направление исследований, призванное расширить возможности обычных электронных интегральных схем, является одним из наиболее активно развивающихся в мире, так как оптическая обработка и передача данных позволяет преодолеть многие ограничения чисто электронных схем благодаря высокой скорости распространения фотонов и высокой скорости модуляции лазерного излучателя, резкому уменьшению тепловыделения, возможности использовать спектральное уплотнение каналов.
Лаборатория оснащена современным оборудованием, позволяющим проводить исследования объектов сверхмалого размера с высоким спектральным и временным разрешением, а также в широком диапазоне температур измерения. Основой приборной базы лаборатории является уникальная научная установка «Комплексный оптоэлектронный стенд». В настоящее время ведется работа по закупке нового научного оборудования, которое позволит расширить экспериментальные возможности лаборатории, в том числе перекрыть новые спектральные диапазоны.
Лаборатория тесно сотрудничает с крупнейшими российскими исследовательскими центрами в области полупроводниковых материалов и приборов, поддерживает контакты с зарубежными научными группами. В 2022 году молодые сотрудники лаборатории получили гранты Российского научного фонда на проведение исследований по двум проектам.
Алексей Жуков, руководитель департамента физики НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург, профессор, научный руководитель Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники
В ходе обучения в магистратуре студенты получат возможность очутиться на переднем крае науки, участвуя в экспериментах в области квантовой оптоэлектроники, непосредственно работая на уникальном научном оборудовании, обрабатывая и анализируя полученные экспериментальные данные, занимаясь компьютерным моделированием свойств материалов и приборов. Они будут вовлечены в проводимые лабораторией исследования, в том числе в составе коллективов научно-исследовательских проектов, поддержанных грантами научных фондов или договорами на выполнение НИР.
Вовлеченность в исследования обеспечит им базу для участия в конференциях и высокую публикационную активность, что позволит создать задел для дальнейшей работы в научно-исследовательских организациях или научно-производственных компаниях, работающих в области полупроводниковых приборов, оптоэлектроники, фотоники, родственных направлениях.
Лаборатория организует Школу-конференцию по оптоэлектронике, фотонике и нанобиоструктурам Saint Petersburg OPEN, которая ежегодно собирает порядка трехсот участников и является одним из крупнейших молодежных научных мероприятий в России. Школа-конференция дает студентам и молодым ученым уникальную возможность познакомиться с актуальными задачами и достижениями в области физики и технологии наноструктур, приборов на их основе, а также в родственных областях, предоставляет участникам возможность приобрести опыт публичных выступлений, подачи научных работ для публикации, познакомить научное сообщество со своими результатами и обменяться идеями, стимулировать развитие научного сотрудничества.