Солнечные батареи, полупроводники, задачи по дифракции и лазерная гравировка HSE: чем запомнился День физика

18 марта в корпусе на Кантемировской прошел День физика. Ученики 10–11-х классов прослушали лекции о полупроводниковых лазерах и солнечных батареях от научных сотрудников Питерской Вышки и ФТИ имени А. Ф. Иоффе. Затем ребятам провели экскурсию по Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники, некоторые получили лазерную гравировку HSE в подарок. Как прошел День физика — в репортаже.

Фото НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург

День физика начался с цикла лекций, первым выступал Алексей Жуков, научный руководитель Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники, доктор физико-математических наук, член-корреспондент Российской академии наук. Он рассказал, как появились первые лазеры, какие типы этих приборов актуальны для современной науки и кто над ними работает. Сейчас полупроводниковые лазеры используются в основном в промышленности для обработки материалов и в средствах связи. Впрочем, их применяют и в медицине, и в других областях. 

До середины XX века обычными источниками света были солнце, продукты сгорания и нить накаливания. Лазеры стали возможны благодаря научным работам Эйнштейна — он предсказал существование стимулированного излучения, которое и позволяет в случае достаточно большой накачки (инверсии заселенности) усиливать свет и достигать лазерного эффекта. Первый микроволновый лазер появился уже в 1954 году, а через несколько лет Жорес Алферов вместе с исследовательской группой из ФТИ создал лазер на основе полупроводниковых гетероструктур. За это ученый впоследствии получил Нобелевскую премию, а само исследование изменило подход к лазерам и привело к созданию большого количества других оптоэлектронных приборов. 

Благодаря Алферову появилось еще одно направление исследований — лазеры на квантовых точках, его активно развивал физик Николай Леденцов. В составе группы, которая изучала такие приборы и создала первый в мире лазер на квантовых точках, был и Алексей Жуков. Дело исследователей продолжает Международная лаборатория квантовой оптоэлектроники в Питерской Вышке. Там изучают микролазеры на основе квантовых точек, в том числе и интегрированные с другими приборами.

Вторая лекция для школьников относилась к Неделе высоких технологий и технопредпринимательства. О солнечной энергетике рассказал Михаил Александрович Минтаиров из Лаборатории фотоэлектрических преобразователей ФТИ имени А. Ф. Иоффе. Начал он с описания трех поколений солнечных батарей, но дальше сосредоточился на каскадных батареях на основе наногетероструктур A3B5. Такие солнечные батареи — самые дорогие, но при этом КПД выше всего именно у них. Кроме того, они обеспечивают температурную стабильность и медленно изнашиваются. Именно поэтому каскадные солнечные батареи используют в космических технологиях.

В мероприятии поучаствовали больше 50 школьников из 10-х и 11-х классов, среди них были призеры и участники олимпиад, ученики физико-математических школ. Ребята остались довольны лекциями, больше всего им понравилось то, что истории спикеров были в том числе и о личном исследовательском опыте.

Федор Соколов, 10-й класс, Физико-математический лицей № 30

Лекторы хорошо разбираются в теме, им явно было интересно рассказывать про эти открытия. Сразу видно, что они не просто натаскали откуда-то факты, а наоборот, сами участвовали в исследованиях по микролазерам и солнечным батареям. Первая лекция была мне чуть понятнее — но тут просто дело в теме.

Сегодня я в Вышке впервые. Куда буду поступать в следующем году — пока не определился. Но поскольку я учусь в физико-математической школе, то и направление будет соответствующее. С физикой у меня сейчас как раз получается лучше всего. 

Елизавета Александрович, 10-й класс, Физико-математический лицей № 30

Мне очень понравились лекции, было безумно интересно. Что касается лекторов — то здорово, что они говорили и о себе, о собственных достижениях. Еще было приятно встретить Игоря Евгеньевича Шендеровича, он много раз приходил в нашу школу с лекциями.

Сама я стараюсь почаще участвовать в олимпиадах. Где-то месяц назад писала заключительный этап олимпиады Физтеха по математике, сейчас жду результаты и надеюсь стать призером, как в прошлом году. В 11-м классе буду целенаправленно заниматься олимпиадами по физике — хочу поступить в Вышку или в МФТИ.

Дальше школьников ждала экскурсия по Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники. Ее провели Наталья Крыжановская, Алексей Надточий и Эдуард Моисеев. Экскурсанты разделились на две группы — сначала проходили научный квест и решали задачи по дифракции, потом послушали рассказ про работу лаборатории и ее оборудование. Преподаватели Питерской Вышки показали, как происходит лазерная резка. Вместе со школьниками они вырезали на небольшом кусочке стали аббревиатуру HSE — потом все желающие получили такую гравировку в подарок.

Эдуард Моисеев, научный сотрудник Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники

Я считаю, что расширять кругозор — в целом полезно. Станут ли школьники в будущем работать с лазерами и полупроводниками — не столь важно. Такие экскурсии помогают хотя бы издалека, без лишних деталей увидеть, чем занимаются окружающие. Они потратят четыре года на будущую профессию не просто так, а из любви. Если же нам удалось заинтересовать кого-то микролазерами, то вообще замечательно. Мы будем рады увидеть ребят сначала в Питерской Вышке, а потом и в лаборатории.

София Осетрова, 10-й класс, школа № 341

Для меня физика — профильный предмет, я планирую сдавать ЕГЭ по нему в следующем году. В городских конкурсах я тоже стараюсь участвовать, недавно заняла третье место. 

Опыты достаточно интересные, в школе такого не покажут. Здесь ты окунаешься в мир физики, который состоит не только из теории: и даже если преподаватели рисуют что-то на доске, все наглядно и понятно. Больше всего мне запомнилась работа с лазерами и с дисками. С первого взгляда было не очень понятно, как со всем этим работать: масштаб линеек — разный, и нужно поставить лазер так, чтобы лучи от диска отразились на правильную. Зато когда разберешься, становится проще: можно рассчитать все по формуле.