Квантовые технологии как вектор развития студенческой науки: деятельность лаборатории «Оптика туннельно-связанных наноструктур»
В Пензенском государственном университете развивают научное направление по исследованию оптических и транспортных свойств туннельно-связанных наноструктур.
Лаборатория «Оптика туннельно-связанных наноструктур» создана в 2020 году в структуре кафедры «Физика» факультета информационных технологий и электроники Политехнического института Пензенского госуниверситета на средства гранта проектной части Госзадания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
Основная цель проекта — привлечь в фундаментальную науку молодых студентов и аспирантов, которые станут будущими научными сотрудниками институтов Российской академии наук, ведущих университетов, включая ПГУ.
«Для достижения этой цели и была создана эта молодежная лаборатория (одна из восьмидесяти по Российской Федерации) с помощью индустриального партнера — Центра коллективного пользования мирового уровня при институте проблем лазерных и информационных технологий РАН — филиала Федерального научно-исследовательского центра „Кристаллография и фотоника” РАН. С этим же институтом была согласована научная программа исследований», — рассказывают сотрудники лаборатории.
В сформированной лаборатории «Оптика туннельно-связанных наноструктур» трудятся не менее десяти опытных и известных ученых из ПГУ и Российской академии наук и более десяти лаборантов-исследователей из числа студентов и аспирантов. К тому же, существует кооперация с Нижегородским государственным университетом.
Фундаментом, позволившим создать и обеспечить успешное функционирование лаборатории, стала научно-педагогическая школа «Электронные процессы в низкоразмерных системах», возглавляемая Заслуженным деятелем науки Российской Федерации, д-р физ.-мат. наук, профессором, деканом факультета информационных технологий и электроники Политехнического института ПГУ Владимиром Кревчиком. Под его руководством на сегодняшний день защищено 27 кандидатских и 2 докторских диссертации по физико-математическим, техническим и педагогическим наукам. Не случайно к 80-летию Пензенского государственного университета (и 80-летнему юбилею кафедры «Физика») Ученым Советом ПГУ Владимир Дмитриевич был избран Почетным профессором ПГУ.
«Исследования, проводимые в лаборатории, могут составить основу для разработки квантовых приборов нового поколения: фотоприемников ИК- и терагерцового излучения, биомаркеров на основе квантовых точек, светоизлучающих приборов с управляемыми характеристиками. Полученные сотрудниками лаборатории результаты могут быть использованы при разработке и создании источников импульсного ТГц излучения для применения в широком круге задач ТГц фотоники, при разработке элементов оптической памяти, генераторов сверхвысокочастотного излучения и в ряде других практических приложений», — прокомментировал Владимир Кревчик.
Заведующий кафедрой «Физика», д-р физ.-мат. наук, профессор Михаил Семенов рассказал, что сегодняшние реалии требуют проведения таких исследований:
«В нашей лаборатории проводятся теоретические исследования в направлении развития физики квантовых структур в сочетании с туннельным транспортом. Полученные результаты позволили впервые предсказать целый ряд эффектов в оптических спектрах наноструктур. Актуальность проекта также связана с тем, что на сегодняшний день большинство квантовых приборов основано на туннельном транспорте носителей заряда».
К исследованиям и разработкам, как мы писали выше, привлекаются ведущие сотрудники и ученые Института проблем лазерных и информационных технологий Российской академии наук (под руководством руководителя этого института и по совместительству главного научного сотрудника нашей молодежной лаборатории, члена-корреспондента РАН, д-р физ.-мат. наук, профессора Александра Павловича Шкуринова). А экспериментальные исследования проводятся как на базе Пензенского госуниверситета, так и в ЦКП при ИПЛИТ РАН.
«Потенциал лаборатории — высокий. В первую очередь он связан с современным импортозамещением в области наноэлектроники. Наши исследования отвечают запросам и приоритетам Стратегии научно-технологического развития России в части перехода к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создания систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта», — добавил Владимир Кревчик.
Отметим, ученые продолжают работу по намеченной траектории, которая соответствует плану фундаментальных и поисковых научных исследований Российской Федерации до 2030 года.
«Коллектив лаборатории — профессионалы своего дела. Начатая нами работа очень важна в том числе для Пензенского региона. Это также было подчеркнуто в рецензии на работу молодежной лаборатории, представленной экспертным советом Российской академии наук», — подчеркнул Михаил Семенов.
Научная работа активно проводится с молодыми сотрудниками лаборатории в следующих формах:
— проведение научных семинаров по тематике, согласованной с ИПЛИТ РАН;
— экспериментальные исследования и навыки анализа результатов эксперимента;
— индивидуальные консультации по тематике научных исследований;
— ознакомление с современным оборудованием ЦКП мирового уровня при ИПЛИТ РАН и с методикой проведения современных экспериментов;
— подготовка к участию в научно-технических конференциях;
— мастер-класс по написанию научных статей;
— подготовка к сольным выступлениям на семинарах и научных конференциях;
— подготовка к стажировкам на предприятиях АО «ФНПЦ „ПО Старт”», АО НИИФИ, ЗАО НПП «МедИнж», НТП «Криптософт» и других предприятий региона с целью приобретения навыков работы на современном лабораторном оборудовании.
Важным элементом работы с молодыми сотрудниками лаборатории стали состоявшиеся публичные лекции главного научного сотрудника лаборатории, Почетного профессора ПГУ Владимира Кревчика. Со студентами и сотрудниками лаборатории «Оптика туннельно-связанных наноструктур» также проводятся онлайн-экскурсии по лабораториям ИПЛИТ РАН, где рассказывается об интересных экспериментах на современном оборудовании в ЦКП мирового уровня.
Высокий статус и интерес к проведенным научным исследованиям подтверждается многочисленными публикациями в российских и международных научных журналах (WOS, Scopus, (Q1, Q2, Q3); RSCI; ВАК; ядро РИНЦ и других), коллективных монографиях с участием молодых ученых лаборатории. Ученые лаборатории вместе с молодыми сотрудниками на постоянной основе участвуют в международных и всероссийских научных конференциях по физике наноструктур, получают патенты на изобретения.
Особая значимость и перспективность лаборатории «Оптика туннельно-связанных наноструктур» подтверждена Российской академией наук. Лаборатория вносит ощутимый вклад в развитие фундаментальной науки в Пензенском госуниверситете, что в первую очередь значимо для подготовки высококвалифицированных инженерных кадров.
С деятельностью лаборатории можно ознакомиться на сайте Политехнического института ПГУ и кафедры «Физика».
