«Я всегда хотел участвовать в экспериментах, быть ближе к приборам»
Физик Иван Махов на первых курсах института переживал, что его отчислят, а сейчас возглавляет исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда. О работе с криостатом замкнутого цикла, разговоре с Эйнштейном и любимом месте в родном Санкт-Петербурге он рассказал в интервью проекту «Молодые ученые Вышки».
Иван Махов окончил бакалавриат и магистратуру Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого по специальности «электроника и наноэлектроника». Научный сотрудник Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники и старший преподаватель департамента физики Санкт-Петербургской школы физико-математических и компьютерных наук НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге. Кандидат физико-математических наук.
Почему я выбрал научную карьеру
На первых курсах радиофизического факультета СПбПУ (сейчас это Институт электроники и телекоммуникаций) я не задумывался о научной карьере. Моей задачей было избежать отчисления. Как не самый сильный студент, поначалу я прилагал значительные усилия, чтобы держаться на плаву. Однако уже на 3-м курсе я почувствовал себя уверенно. И в момент распределения в лаборатории для занятия научно-исследовательской работой по совету старшекурсников обратился к Вадиму Юрьевичу Паневину — старшему преподавателю лаборатории оптики неравновесных электронов.
Я очень хотел заниматься практической деятельностью — участвовать в экспериментах, быть ближе к приборам. И так совпало, что незадолго до моего прихода в лабораторию там появилось новое современное оборудование — инфракрасный фурье-спектрометр, криостат замкнутого цикла и т.д., — которое я стал активно осваивать.
В тандеме с Вадимом Юрьевичем мы выполнили большое количество новых экспериментов, получили интересные и новые научные результаты. Именно его активность, энтузиазм в полной мере заинтересовали меня научной деятельностью, которой я и по сей день занимаюсь, но уже вне стен политехнического университета.
Что я изучаю
Сейчас я научный сотрудник Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники питерской Вышки, и моя работа во многом зависит от направлений деятельности лаборатории. Наша лаборатория главным образом занимается созданием и исследованием характеристик миниатюрных детекторов и излучателей с низкоразмерной активной областью для применения в современной опто- и наноэлектронике. Такие микроустройства актуальны для применения в современной фотонике, в которой информация передается посредством света, что может позволить реализовать, например, более высокие скорости передачи и обработки данных по сравнению с современными методами, реализуемыми в электронике.
Одно из направлений исследований связано с разработкой новых методов управления длиной волны генерации и спектрального кодирования излучения инжекционных микролазеров с квантовыми точками. В рамках данных исследований мы хотим заставить микролазеры, размеры которых находятся на уровне единиц-десятков микрометров, излучать когерентно свет сразу на нескольких сильно различающихся длинах волн и при этом иметь возможность управлять их характеристиками. В таком случае одномоментно мы сможем передавать более 1 бита данных, что должно позволить расширить быстродействие оптоэлектронных систем, в которых могут применяться такие микроизлучатели. Российский научный фонд поддержал исследования по данному направлению, и я являюсь руководителем проекта.
Также я вовлечен в исследования по другим проектам лаборатории в рамках грантов Российского научного фонда, госзадания и проектов зеркальных лабораторий в коллаборации с ЮФУ, а также в рамках работ на Уникальной научной установке «Комплексный оптоэлектронный стенд», которая есть в лаборатории.
Чем я горжусь
Каждый из полученных научных результатов потребовал сил, энергии и времени, и я им горжусь. При этом не считаю себя единоличным автором, ведь достижение результата почти всегда заслуга целой команды ученых. Кто-то должен был придумать идею/концепцию исследования, кто-то — синтезировать образцы для исследований, выполнить разного рода постростовые операции, провести экспериментальные и теоретические исследования и, конечно же, проанализировать полученные результаты.
Среди работ, в которых я принимал непосредственное участие, я бы хотел выделить свежие результаты, связанные с изучением особенностей двухуровневой лазерной генерации в инжекционных микродисковых лазерах с квантовыми точками. Нам удалось определить влияние температуры и диаметра микродискового резонатора лазера на типичные длины волн и пороговые токи двухуровневой лазерной генерации, а также открыть возможности увеличения спектрального зазора между лазерными линиями в режиме двухуровневой генерации за счет использования резонаторов сложной формы.
Также я бы выделил пласт научных работ, посвященных разработке источников терагерцового излучения на основе примесных переходов электронов в квантовых ямах с оптической и электрической накачкой. Большая их часть вошла в мою кандидатскую диссертацию, которую я защитил в 2020 году.
Качественных результатов мирового уровня сложно добиться без советов и наставничества высококлассных ученых — в моем случае это заведующая лабораторией Наталья Владимировна Крыжановская и научный руководитель лаборатории Алексей Евгеньевич Жуков.
Наука для меня — одно из средств познания мира, которое дает возможности для самореализации ученых и является неотъемлемой частью как технического прогресса, так и развитого современного общества в целом.
Хочется заниматься научными разработками и исследованиями, которые были бы полезны в настоящем или будущем. Еще мне кажется важным вовлекать талантливых студентов в науку и исследования. Если кто-то из молодежи с моей помощью станет успешным ученым, можно будет сказать, что одна моя мечта сбылась.
Если бы я не стал ученым
С одной стороны, я очень люблю что-то конструировать, работать с инструментом, поэтому с удовольствием занялся бы работой по дереву. Например, я как-то смастерил из дерева стол и скамейки к нему, и это доставило мне большое удовольствие. С другой стороны, мне интересна медицина, у меня нет боязни крови, поэтому я бы с удовольствием занялся хирургией, если бы получил соответствующее образование.
С кем из ученых я хотел бы встретиться
Конечно, хотелось бы побеседовать с великими умами человечества — Альбертом Эйнштейном или Джеймсом Клерком Максвеллом, но не думаю, что моего уровня знаний было бы достаточно для беседы с ними.
Как выглядит мой обычный день
Он начинается около 7 утра со звонка будильника. Я собираюсь на работу, а жена собирает дочку в детский сад. В лабораторию я прихожу к 8:30–9:00. План действий на день у меня в голове уже подробно составлен. Если в этот день мне предстоит проведение экспериментальных исследований каких-либо наноструктур при криогенных температурах, то первым делом я включаю охлаждение оптического криостата замкнутого цикла, который за три с небольшим часа устанавливает температуру исследуемого образца на уровне 5К (или около минус 268 °С).
Пока криостат охлаждается, я работаю за компьютером (обрабатываю полученные результаты, пишу или правлю статьи) или принимаю участие в обсуждениях текущих вопросов с коллективом лаборатории.
По готовности включаю недостающее оборудование (монохроматор, лазеры, источники питания, генераторы импульсов) и начинаю выполнение требуемых измерений, которые могут завершиться поздним вечером.
По вторникам и средам в середине дня я веду практические занятия по квантовой оптоэлектронике со студентами 4-го курса и лабораторные занятия по общей физике со студентами 1–2-х курсов. Кроме того, к нам в лабораторию приходят студенты, которые принимают активное участие в проведении экспериментов и также требуют к себе внимания.
Как я справляюсь с выгоранием
Выгорание, с моей точки зрения, происходит тогда, когда человек долго занимается одной и той же работой. При работе в лаборатории пул задач постоянно обновляется, это требует смены деятельности, что само по себе защищает от выгорания. Я достаточно глубоко погружен в научный процесс, и выгорание меня на настоящем этапе не беспокоит.
Чем я увлекаюсь помимо науки
Футболом. Один-два раза в неделю хожу играть в футзал с друзьями. Спорт позволяет выплеснуть эмоции, отвлечься от текущих задач и в какой-то мере расслабиться и получить удовольствие.
Совет тем, кто размышляет о выборе карьерного пути
Идти учиться или заниматься тем, что тебе интересно и что увлекает. Конечно, так легко сказать, но как понять, что нравится? Я бы рекомендовал узнавать как можно больше о возможностях продолжения карьеры, не бояться спрашивать у старших коллег, а еще не бояться менять место работы, если вы потеряли интерес к той или иной деятельности. Новое место даст вам новые эмоции и новый опыт, а вы, в свою очередь, привнесете свои знания в новый коллектив.
Любимое место в Санкт-Петербурге
Санкт-Петербург, в котором я родился и живу, настолько прекрасен, что трудно выделить одно любимое место. Пусть это будет наша квартира, в которую я возвращаюсь с работы к любимым жене и дочке.