🤭 🐦 💢 Optische Chips in einer Petrischale und Quantennetzwerken - Master-Abschluss an der ITMO MegaFaculty of Photonics 🔑 🥑 🤜🏼

Heute erzählen wir Ihnen, was die Master studieren und was die Absolventen der Fakultät tun. Lassen Sie uns auch über ihre ikonischen Werke wie hyperbolische Plasmonpolaritonen sprechen.

^{Foto der ITMO Universität}

Ein paar Worte zur Megafakultät der Photonik

Es vereint vier Fakultäten: Angewandte Optik , Laserphotonik und Optoelektronik , Photonik und Optoinformatik sowie Physik und Technologie . Hier untersuchen sie Technologien zur Verarbeitung von Lichtstrahlung und optischen Signalen.

„Wenn Informationstechnologie die Industrie der Gegenwart ist, dann ist Photonik die Industrie der Zukunft. Das Volumen des globalen Photonikmarktes beträgt derzeit 550 Milliarden US-Dollar, wird aber bis 2023 ungefähr 800 Milliarden US-Dollar erreichen, was den Bedarf an qualifizierten Spezialisten, auch in Russland, erhöht "

- Vladislav Bugrov , Direktor der Photonics Mega-Fakultät

^{Auf dem Foto: Vladislav Bugrov}

Mitarbeiter, Studenten und Doktoranden synthetisieren Materialien mit optischen und elektromagnetischen Eigenschaften, die in der Natur nicht existieren, und entwickeln Quantentechnologien. Zum Beispiel startete die Mega-Fakultät 2017das erste Quantennetzwerk in Russland und der GUS. Dies ist ein Datenübertragungssystem, bei dem Informationen mithilfe von Photonen übertragen werden und das zuverlässig vor Abhören und Hackerangriffen geschützt ist.

In Zukunft werden Banken die Technologie nutzen. Sie erhalten noch sicherere Kommunikationskanäle zwischen Abteilungen und Abteilungen. Spezielle Dienstleistungs- und Telekommunikationsunternehmen finden auch Anwendungen für Quantennetze.

Im Frühsommer schlug auch eine Gruppe von Ingenieuren unter der Leitung von Spezialisten von ITMOs Novy PhystechvorVerfahren zum "Züchten" optischer Chips in einer gewöhnlichen Petrischale. Für den Wellenleiter wählten die Spezialisten Galliumphosphid und für den Mikrolaser ein Halogenid-Primoskit. Die Materialien werden in eine Tasse Perowskit-Tintenlösung gegeben und eine Lichtquelle wächst auf dem Wellenleiter. Der Wellenleiterlaser bleibt dann auf dem Substrat und die Basis für den optischen Chip wird erzeugt. Der Strahlungsbereich eines solchen Systems übersteigt die Fähigkeiten von Analoga mit Silber- oder Silizium-Nanowellenleitern. In diesem Fall ist die Größe der Chipelemente dreimal kleiner.

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Die Studierenden beschäftigen sich auch mit wissenschaftlicher Arbeit - dies führt häufig zu Veröffentlichungen in thematischen Fachzeitschriften (Nature Communications, Journal of Physics, Nanophotonics und andere) und Präsentationen auf internationalen Konferenzen.

Lassen Sie uns über die Richtungen der wissenschaftlichen Forschung der Studenten der Mega-Fakultät sprechen.

Nanophotonik und Metamaterialien

Sie untersuchen neue Materialien mit einzigartigen optischen Eigenschaften und Methoden der optischen Kontrolle - wie Licht mit Materie interagiert.

„Studierende mit Bachelor- und Master-Abschluss ab dem ersten Studiensemester üben im Labor wissenschaftliche Praxis aus und erfassen sofort alles. Oft kennen sie sich in bestimmten Fragen bereits viel besser aus und erklären bereits die Details der Arbeit - das ist wunderbar "

- Georgy Zograf , Doktorand an der Fakultät für Physik und Technologie der ITMO

Sie betreiben sowohl theoretische als auch praktische Forschung - die Ergebnisse werden auf weltweiter Ebene anerkannt. Im Jahr 2015 gelang es unseren Schülern zusammen mit ihren Lehrern, die Existenz einer neuen Art elektromagnetischer Oberflächenwellen vorherzusagen - hyperbolische Plasmonpolaritonen . Später wurden die Vermutungen experimentell bestätigt, und in den letzten fünf Jahren wurden diese elektromagnetischen Zustände im Mikrowellen-, Infrarot- und optischen Bereich entdeckt.

^{Foto: Wer ist Denilo? / Unsplash}

In Zukunft können sie Träger eines optischen Signals werden und in Informationsverarbeitungs- und Übertragungssystemen verwendet werden.

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^{Foto: Oleg Ermakov Die}

ITMO-Universität arbeitet mit einer Vielzahl von Partnern zusammen - dem internationalen Zentrum des Forschungszentrums für Nanophotonik und Metamaterialien, Forschungslabors und Universitäten.

Die Fakultät veranstaltet wöchentlich offene Seminare zu aktuellen Problemen der Radiophysik, Optik und theoretischen Physik unter Beteiligung ausländischer und russischer Wissenschaftler.

Die Studierenden haben die Möglichkeit, internationale wissenschaftliche Praktika mit englischer Ausbildung zu absolvieren und einen Doppelabschluss an einer der europäischen Universitäten zu erhalten. Master erwerben die erforderlichen Fähigkeiten, um in großen branchenspezifischen Unternehmen der optischen Technologie wie Samsung, Bosch, Huawei und Corning zu arbeiten.

Einige Studierende beschließen, eigene Projekte zu starten - in diesem Fall bietet die Fakultät Unterstützung. Eine Reihe von Absolventen beschließen, sich weiterhin mit Naturwissenschaften zu befassen und ihre akademische Laufbahn in Bildungseinrichtungen in Russland, China, Amerika, Singapur, Australien und anderen Ländern fortzusetzen.

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Das Bildungsprogramm wurde in Zusammenarbeit mit dem nach ihm benannten Physico-Technical Institute gegründet A. F. Ioffe. Studierende in dieser Richtung studieren die Theorie der photonischen Strukturen, der Festkörperoptik, der Elektrodynamik von Metamaterialien, der Physik von Halbleiternanostrukturen sowie der linearen und nichtlinearen Magnetophotonik und Nanoplasmonik.

Masterstudenten können eine Spezialisierung für sich selbst wählen - Kurse in theoretischer oder experimenteller Physik (obwohl es nicht verboten ist, Kurse in beiden Bereichen zu besuchen). Die theoretische Spur beinhaltet eine eingehende Untersuchung einzelner Abschnitte der Quantenmechanik sowie numerischer Methoden in der Halbleiterphysik. Die experimentelle Spur umfasst einen Zyklus von Laborarbeiten, um sich mit der Technologie zur Herstellung von Halbleiterstrukturen vertraut zu machen.

^{Foto: Karsten Würth/ Unsplash}

Studenten und Lehrer der Universität haben bereits mehrere Projekte in diesem Bereich durchgeführt. 2017 entwickelten sieeineneue Solarzellenbeschichtung auf der Basis von amorphem Silizium. Die Ingenieure änderten die Struktur der oberen Elektrode der Solarzelle - sie tauchten Glasobjekte in Form eines mikrometergroßen Tröpfchens ein. Sie fokussieren Licht in der Halbleiterschicht und reduzieren die Reflexion von Strahlen.

„Mit dieser Methode können Sie die Struktur der Elektrode bilden und sie buchstäblich an den Atomen anordnen. Es wird eine Beschichtung von sehr hoher Qualität gebildet, die eine gute Leitfähigkeit ergibt. Dadurch wird der Gesamtwirkungsgrad der Solarzelle um 20% erhöht. Eine solche Elektrode mit Glaseinschlüssen kann für dünne Solarzellen verwendet werden, die nicht nur auf amorphem Silizium, sondern auch auf anderen Materialien basieren "

- Mikhail Omelyanovich , Doktorand am New Physicotechnical Institute von ITMO

Neben Nanophotonik und Metamaterialien sowie Halbleiterphysik bieten wir zwei Physikprogramme an, die auf der Photonik-Mega-Fakultät basieren - LED-Technologien sowie Optoelektronik und Informationstechnologien in der thermischen Physik. Wir werden Ihnen beim nächsten Mal mehr darüber erzählen.

Über andere Bereiche der Magistratur :

Was haben wir noch auf Habré :

Optische Chips in einer Petrischale und Quantennetzwerken - Master-Abschluss an der ITMO MegaFaculty of Photonics

Ein paar Worte zur Megafakultät der Photonik

Nanophotonik und Metamaterialien

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