Как отмечают молодые ученые из Университета ИТМО, расходы на новое оборудование суммы грантов не покрывают, зато есть возможность оплачивать дополнительные командировки на международные конференции. В этом году на поддержку своих научных проектов претендовали 2495 молодых кандидатов и 308 докторов. Теперь в течение двух лет грантополучатели будут работать над своими проектами совместно с магистрантами или аспирантами, которые, по условиям получения гранта, должны стать соисполнителями. Среди победителей конкурса от Университета ИТМО – три молодых кандидата и один доктор наук. 

Заведующий лабораторией «Метаматериалы» Павел Белов.
Тема: «Диэлектрические наноструктуры с магнитным откликом для компонентов нанофотоники».

«В большинстве устройств, способных обрабатывать, записывать, хранить и передавать информацию, используются электронные компоненты. Но мы понимаем, что через пять-десять лет электроника устареет для новых технологий: уже сейчас практически невозможно увеличить скорость работы компьютерного процессора. Будущее за оптическими компонентами в устройствах.

Показательно, что появление оптоволоконных кабелей в разы увеличило скорость интернета. Цель моего проекта – попытка понять, как можно применить фотонику там, где сейчас используются электронные компоненты. В этом мне помогут особые оптические наночастицы с магнитными свойствами, которые мы научились искусственно создавать в лаборатории, преодолев законы природы. Я надеюсь, что с их помощью получится понять, возможен ли отказ от электронных компонентов. У нас нет цели разработать новое устройство с оптическими материалами, однако наши исследования через несколько лет могут побудить других ученых заняться этим» – поясняет Павел. 

Инженер-исследователь лаборатории «Фотофизика поверхности» Никита Торопов.
Тема: «Развитие методов модификации оптических свойств тонких пленок органических красителей и квантовых точек плазмонными наноструктурами». 

«Еще будучи аспирантом Университета ИТМО, я начал заниматься фундаментальными исследованиями процессов, проходящих в присутствии металлических наночастиц. Известно, что при определенной геометрии они могут существенно увеличить КПД солнечных батарей и улучшить характеристики светоизлучающих диодов.

В своем проекте для гранта я пытаюсь объединить все знания о металлических наночастицах, что получил за последние годы, и перевести их в русло прикладных исследований. Развиваемые в его рамках методы создания и исследования наноструктур, которые включают металлические частицы, органические молекулы и полупроводниковые наночастицы, могут стать основой технологий производства оптических устройств с их использованием. Например, я выяснил, что если к органическим молекулам добавить металлические наночастицы, то при определенных условиях произойдет усиление люминесценции. Этот эффект можно реализовать в материале, который будет использоваться в различных дисплеях. Он будет светить гораздо сильнее при меньшем энергопотреблении. Надеюсь, через два года мне удастся получить такой материал». – делится Никита.

Научный сотрудник Международной лаборатории «Математические методы исследования сложных физических систем» Ирина Блинова.
Тема: «Математические модели пониженной размерности для наносистем».

«Мы живем в трехмерном мире, однако решать физические задачи в 3D-пространстве нелегко. – говорит Ирина. – Для этих целей удобнее перейти к пространству пониженной размерности (2D), сохраняя при этом интересующие нас физические свойства. Науке известны случаи, когда этого не происходит. Например, в 3D-пространстве у волн (скажем, звуковых) есть задний фронт, а в двухмерном – нет. Что это значит? Допустим, кто-то произнес слово. До человека сначала доходит передний фронт звуковой волны – он слышит это слово, а когда проходит задний фронт, он больше ничего не слышит: звуковое поле равно нулю.

В двухмерном пространстве заднего фронта волны не существует, и звук слышался бы всегда. Конечно, он становился бы все тише и тише, но не сводился к полному нулю. В большинстве случаев при переходе к меньшим размерностям, то есть от 3D к 2D, физические свойства все-таки сохраняются, а математическая модель в двухмерном пространстве значительно упрощается и оказывается более эффективной. Разумеется, если она правильно построена. Таким корректным математическим построениям моделей физических явлений и посвящен мой проект».

Научный сотрудник лаборатории «Метаматериалы» Иван Иорш.
Тема: «Взаимодействие квантово размерных структур с электромагнитным полем в гиперболических метаматериалах».

«Одной из главных целей науки об оптических метаматериалов, исследованиями которых мы занимаемся в нашей лаборатории, является создание оптического чипа – аналога электронного, в котором обрабатываемая информация передавалась бы не электронами, а фотонами, светом. – рассказывает Иван. – Это позволило бы на порядок снизить энергопотребление и тепловыделение электронных приборов, а также значительно повысить работу вычислительных систем.

В своей работе с оптическими математериалами, которые имеют целый ряд преимуществ при обработке оптической информации, мы продвинулись достаточно далеко. Выяснилось, что почти все материалы, состоящие из металла, поглощают много света, энергия которого уходит в нагрев. Но пока никто количественно не оценил, можно ли реализовать оптические логические элементы в метаматериалах или нет. Мой проект направлен как раз на такой анализ.

В результате мы сможем предложить дизайн оптических логических элементов на основе метаматериалов. Или как минимум понять, что на данный момент потери в метаматериалах слишком велики, чтобы на их основе создавать оптическую логику. В таком случае направления исследований сместятся в область поисков новых технологических решений для реализации метаматериалов».

Пресс-служба Университета ИТМО