О программе

Цель программы

Целью магистерской программы«Прикладная электроника и фотоника» является подготовка конкурентоспособных на отечественном и международном рынке труда специалистов в области  квантовых и нанотехнологий и фотоники, способных вести научную и практическую деятельность. Программа соответствует приоритетным направлениям развития науки и техники РФ.

Задачи программы

• формирование фундаментальных и прикладных знаний в области микро- и наноэлектроники, квантовой оптики, квантовых вычислений и коммуникаций, нанофотоники, технологии создания наноструктур, разработки сверхчувствительных и быстродействующих детекторов терагерцового и инфракрасного диапазонов;
• развитие способностей к анализу проектных решений с использованием методов математического моделирования и системного анализа для решения инженерных задач;
• формирование знаний, умений и навыков, позволяющих осуществлять научно-исследовательскую, проектно-конструкторскую, производственно-технологическую, экспертно-консультационную профессиональную деятельность в профессиональной области;
• проведение фундаментальных и прикладных научных исследований на современном мировом уровне в области микро- и наноэлектроники, квантовых и нанотехнологий.

Что я буду изучать?

Основу программы составляют курсы по основам микро- и наноэлектроники, аналитическим и численным методам моделирования, проектированию изделий микро- и наноэлектроники, моделированию микроэлектронных компонентов и схем экстремальной электроники, прикладной квантовой и статистической физике, прикладной сверхпроводимости и магнетизму, квантовым вычислениям и квантовым коммуникациям, квантовой информатике и т.д. Студенты получают возможность организации индивидуального учебного трека за счет выбора вариативных дисциплин.

В чем преимущества программы?

• Программа разработана на основе опыта ведущих мировых университетов и с учетом наличия экспертов в соответствующем направлении подготовки в РФ. Был проведен анализ соответствующих программ ведущих университетов, лидеров по направлению «Наноэлектроника»: Массачусетского технологического института, Принстонского университета, Калифорнийского технологического института и др.
• Масштабное международное сотрудничество НИУ ВШЭ и широкие международные контакты профессорско-преподавательского состава программы позволят её магистрантам во время учёбы проходить стажировки не только в ведущих научных центрах России, но и в зарубежных лабораториях и университетских центрах, включая Венский политехнический университет, Университет Твенте, Стокгольмский университет, Чешский политехнический университет и др.

Лицам, успешно освоившим магистерскую программу «Наноэлектроника и квантовые технологии» и прошедшим итоговую государственную аттестацию, присваивается квалификация (степень) «Магистр» и выдается диплом государственного образца о высшем образовании по направлению подготовки 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника».

Специализации:

РУКОВОДИТЕЛЬ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ

Петросянц Константин Орестович,ординарный профессор НИУ ВШЭ, профессор департамента электронной инженерии, Лауреат Премии Правительства РФ в области науки и техники, Почетный работник высшего профессионального  образования РФ, доктор технических наук, профессор. Специалист в области микро- и наноэлектроники.

 АКТУАЛЬНОСТЬ И ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

Электроника, микро- и наноэлектроника – одно из самых востребованных направлений подготовки магистров в ведущих университетах мира. Эта область включает в себя как большие электронные системы (энергетические системы, системы управления, и др.), так и изделия и технологии микроэлектроники (интегральные схемы высокой степени интеграции, датчики, системы на кристалле и в корпусе), телекоммуникационные системы проводные, беспроводные, спутниковые и оптоволоконные), обработку сигналов, нейронные сети, медицинское оборудование, оптоэлектронику, фотонику, перспективную наноэлектронику и др. развивающиеся технологии.

Программа обучения ориентирована именно на те области, в которых по единому мнению отечественных и зарубежных работодателей, российские специалисты наиболее конкурентоспособны и востребованы – компьютерную электронику, моделирование и проектирование в области электроники, микро и наноэлектроники.

Цель – подготовка высококвалифицированных специалистов в области исследования, разработки, производства и практического применения современных электронных средств и технологий в системах связи и телекоммуникаций, отображения и обработки информации, измерительных системах, промышленной и бытовой электронике и других сферах.

 СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА СПЕЦИАЛИЗАЦИИ

·       Специализация охватывает широкий круг вопросов, связанных с электронными, микро-  и наноэлектронными компонентами и схемами: особенностями  работы, применения, проектирования, измерения и исследования характеристик и др.

·       Важным преимуществом по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами является мультифизичность обучения. Принципы работы, характеристики и особенности практического применения приборов, схем и систем рассматриваются с учетом реальных условий эксплуатации при воздействии факторов температуры, радиации, электромагнитного излучения и механических нагрузок.

·       Увеличена доля практических и самостоятельных занятий, что существенно сокращает сроки адаптации выпускников на будущем месте работы.

·       Широко используются методы математического моделирования  и САПР в сочетаниями с методами измерения и исследования характеристик полупроводниковых приборов и схем с помощью современных измерительных устройств и  систем, что отвечает передовому мировому уровню подготовки специалистов в области электроники, микро- и наноэлектроники, а также связанных с ними смежных областей.

 КЛЮЧЕВЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ

·       Микро- и наноэлектроника

·       Аналоговые и цифровые устройства

·       Методология инновационного инженерного проектирования

·       Компьютерные измерительные технологии

·       Проектирование и моделирование элементной базы микроэлектроники

·       Автоматизированные системы обеспечения надежности и качества электронных средств

·       Системы автоматизированного проектирования изделий микро- и наноэлектроники

·       Измерение и контроль параметров электронных компонентов и средств

 ПОТРЕБНОСТЬ И ВОЗМОЖНОСТЬ ТРУДОУСТРОЙСТВА ВЫПУСКНИКОВ

Учитывая разностороннюю подготовку, выпускники востребованы, и потребность в них в последнее время имеет тенденцию к устойчивому росту. Выпускники способны работать на уровне современных требований на государственных предприятиях и в научно-исследовательских институтах и учреждениях Академии Наук электронного,  радиоэлектронного, телекоммуникационного IT-профилей и смежных областей. Это, прежде всего, предприятия и организации Роскосмоса, Росатома, Минтранса и РЖД, Минпромторга, Роснано. Полученное образование дает существенные преимущества при поступлении в частные компании и филиалы зарубежных фирм.

2. Квантовая наноэлектроника и материалы

РУКОВОДИТЕЛЬ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ

Арутюнов Константин Юрьевич, профессор департамента электронной инженерии, доктор физико-математических наук, специалист в области нанотехнологии, квантовой наноэлектроники и криоэлектроники.

 АКТУАЛЬНОСТЬ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

В настоящий момент все мировые авторитеты в области микро- и нанотехнологий сходятся во мнении, что дальнейшее увеличение степени интеграции коммерческих наноэлектронных изделий перестает быть возможным. При этом приводятся две основные причины. Первая, чисто технологическая - невозможность эффективного отвода тепла, выделяемого в единице объема (площади) интегральной схемы. Вторая проблема - фундаментальная: при достижении определенных размеров (очень грубая оценка - порядка 10 нм) процесс протекания электрического тока в таких сверхминиатюрных элементах уже не подчиняется законам классической физики, и в игру вступают качественно новые квантовые явления, нарушающие штатный режим работы устройства. Типичным проявлением таких квантовых явлений является уменьшение электрической проводимости вплоть до перехода в изолирующее состояние. Очевидно, что перечисленные размерные ограничения не могут игнорироваться при проектировании сверхминиатюрных наноэлектронных и нанофотонных устройств. Однако наряду с негативным влиянием квантовых размерных эффектов на работу "классических" устройств, те же самые явления могут быть использованы, например, для построения логических элементов нового поколения - кубитов (англ. q ubit), основанных на качественно отличных от классических, принципах передачи, обработки, и хранения информации. В основе работы таких устройств лежат законы квантовой физики, открывающие принципиально новые возможности для таких областей, как информатика, телекоммуникация, метрология и вычислительная техника. Помимо огромной значимости для народного хозяйства, включая такие жизненно важные области как космическая, оборонная индустрия, и национальная безопасность, квантово-информационные технологии открывают новые горизонты для фундаментальных исследований в широком спектре дисциплин, которые до недавнего времени считались имеющими мало общего: лингвистика и квантовая криптография, нейрохирургия и квантовая информатика.

Цель – подготовкаконкурентоспособных на отечественном и международном рынке труда специалистов высшей квалификации, способных решать комплексные задачипередачи, хранения и обработки информации с использованием методов квантово-информационных технологий и с учетом самых передовых достижений науки и техники.

Задачи:

·       Подготовка высококвалифицированных специалистов, отличающихся креативными знаниями на стыке нескольких направлений: квантовой физики и информатики, материаловедения, нанотехнологий, квантовой наноэлектроники, фотоники и оптоэлектроники, спинтроники, теории связи, которые необходимы для решения комплексных задач различных отраслей народного хозяйства, связанных с информационными технологиями, включая космическую, оборонную технику и национальную безопасность.

·       Подготовка магистрантов самой высокой квалификации, способных на конкурентных условиях поступить в аспирантуру (или программы PhD) в ведущие российские и зарубежные университеты за счет развитых профессиональных компетенций, а также навыков свободного владения письменным и устным английским языком.

·       Проведение студентами НИУ ВШЭ фундаментальных и прикладных научных исследований на современном мировом уровне с привлечением ведущих ученых в области квантовых технологий с учётом необходимости решения как практических, так и долговременных стратегических задач.

 СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА СПЕЦИАЛИЗАЦИИ

Подготовка молодых специалистов соответствует приоритетному направлению развития науки, технологий и техники РФ «Индустрия наносистем и материалов». Технологические наработки и академические исследования в рамках программы внесут ощутимый вклад в развитие критических технологий РФ «Нанотехнологии и наноматериалы», «Технологии создания электронной компонентной базы» и «Технологии наноустройств и микросистемной техники». Тематика программы полностью соответствует актуальным задачам РФ "Научно-технические задачи в области квантовых коммуникаций", включая такие ключевые проблемы, как "Разработка принципов и методов квантовой метрологии".

 КЛЮЧЕВЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ

·       Практикум по нанотехнологиям

·       Фотоника и метаматериалы

·       Квантовые низкоразмерные системы

·       Мезоскопический электронный транспорт

·       Макроскопические квантовые системы

·       Квантовые компьютеры и информационные системы

3. Технологические основы квантовых вычислений и квантовых коммуникаций

 Руководитель специализации

Гольцман Григорий Наумович, заведующий базовой кафедрой «Квантовая оптика и телекоммуникации» ЗАО «Сконтел», Лауреат премии Ван Дузера по Прикладной сверхпроводимости IEEE (США), доктор физико-математических наук, профессор. Специалист в области неравновесных явлений в полупроводниковых и сверхпроводниковых наноструктурах, квантовой оптике.

 Актуальность, цели и задачи

Актуальность данной специализации обусловлена возможностью эффективной подготовки квалифицированных специалистов в области нанофотоники и технологии наноструктур, обладающих навыками прикладной работы, знаниями технологического процесса изготовления наноструктур и способностями к полноценной научной и инженерной работе. Помимо теоретической базы, выпускники будут обладать подтверждённым опытом работы с множеством передовых технологий и собственным вкладом в научные исследования.

Цель – подготовка специалистов для научно-технологического развития и цифровой трансформации экономики и общества.

Задачи

·       Формирование у студентов фундаментальных и прикладных знаний в области квантовой оптики, нанофотоники, технологии создания наноструктур, разработки сверхчувствительных и быстродействующих детекторов терагерцового и инфракрасного диапазонов.

·       Вовлечение наиболее способных студентов в научные исследования, обучение их методам исследовательской работы, навыкам работы с современным оборудованием.

 Сравнительные преимущества специализации

Важной и актуальной проблемой в настоящее время является создание квантово-оптических интегральных микросхем для работы в среднем и ближнем ИК, которые могут работать на уровне одиночных фотонов, при том, что такие микросхемы пока не созданы и в вузах, имеющих близкие направления подготовки, пока что специалистов подобного профиля не выпускают. В предлагаемой программе особое внимание будет уделено подготовке инженеров для цифровой экономики.

 Ключевые дисциплины специализации

·       Материалы и приборы для нано- и оптоэлектроники

·       Экспериментальные методы фотоники

·       Технологические основы квантовых вычислений и квантовых коммуникаций (лабораторный практикум)

·       Специальный практикум по технологическим основам создания наноструктур (лабораторный практикум)

 Потребность и возможность трудоустройства выпускников

Выпускники востребованы в следующих сферах фотоники и оптоинформатики: создание и эксплуатация оптических и квантовых устройств и систем передачи, обработки и записи информации.

Квантовые коммуникации и квантовые вычисления из сферы научных исследований и разработок переходят в промышленность. В ближайшее время, например, будет создаваться линия квантовых коммуникаций Санкт- Петербург - Москва. В связи с этим, выпускники могут осуществлять профессиональную деятельность в качестве научных работников, инженеров–исследователей, инженеров–проектировщиков, инженеров связи и других специалистов данного профиля. Выпускники также могут быть востребованы в ведущих российских и зарубежных научных центрах и лабораториях.