Российский научный фонд поддержал три новых проекта НИУ ВШЭ
Два проекта ученых МИЭМ НИУ ВШЭ получили финансирование РНФ по итогам конкурса «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня». Проект коллег из Международной лаборатории динамических систем и приложений НИУ ВШЭ — Нижний Новгород выиграл конкурс «Проведение исследований научными лабораториями мирового уровня в рамках реализации приоритетов научно-технологического развития РФ». Оба конкурса входят в Президентскую программу исследовательских проектов.
Проекты ученых МИЭМ
Первый проект — «Исследование неравновесных и граничных явлений в сверхпроводящих гибридных наноструктурах».
Константин Арутюнов
«Использование сверхпроводящих элементов, в которых протекание электрического тока не приводит к выделению тепла, давно стало нормой в микро- и наноэлектронных системах, где достижение рекордных показателей является приоритетом. Однако очевидно, что в реальных электротехнических устройствах с неизбежностью будут присутствовать контакты между сверхпроводящими и несверхпроводящими элементами. Чем размеры системы меньше, тем большую значимость приобретают эффекты конверсии электрического тока на таких границах», — рассказывает заведующий Научно-учебной лабораторией квантовой наноэлектроники, профессор департамента электронной инженерии Константин Арутюнов.
Проект, выполняемый под его руководством, посвящен экспериментальному и теоретическому исследованию неравновесных и граничных явлений в сверхпроводящих гибридных наноструктурах. Решение амбициозных задач проекта требует привлечения потенциала ряда академических институтов. В частности, сверхпроводящие наноструктуры будут изготавливаться с использованием уникальной нанотехнологической установки «Криоинтеграл» Института радиотехники и электроники РАН.
По оценке Константина Арутюнова, задачи, исследуемые в рамках данного проекта, крайне важны для фундаментальной физики конденсированного состояния. Кроме того, могут быть предложены концептуально новые подходы для развития элементной базы следующего поколения квантовых наноэлектронных устройств.
Второй проект — «Разработка чувствительных болометров терагерцового излучения на основе метода шумовой термометрии графена».
Графен, открытый в 2004 году нобелевскими лауреатами Андреем Геймом и Константином Новоселовым, представляет собой двумерный материал (однослойный лист графита) с уникальными свойствами. Почти сразу же после открытия графен стал рассматриваться как один из самых перспективных материалов для разработки приемников терагерцового (ТГц) излучения. Ученым МИЭМ предстоит исследовать и разрабатывать новый тип детекторов терагерцового излучения на основе графена.
Игорь Гайдученко
«Мы предлагаем регистрировать изменение температуры, вызванное поглощением ТГц-излучения, напрямую с помощью прецизионного измерения флуктуаций (шума) тока. Амплитуда данных флуктуаций зависит от нагрева графена и может рассматриваться как сигнал фотодетектора. Мы будем исследовать фундаментальные пределы работы таких приемников ТГц-излучения, а также разрабатывать инженерные подходы для объединения их в матричные приемники для разработки практических устройств», — поясняет руководитель проекта, доцент департамента электронной инженерии МИЭМ Игорь Гайдученко.
Дизайн, моделирование и исследование характеристик ТГц-приемников на основе графена проведет коллектив департамента электронной инженерии и базовой кафедры квантовой оптики и телекоммуникаций ЗАО «Сконтел» МИЭМ. Изготовление устройств будет производиться на базе Центра коллективного пользования уникальным научным оборудованием в области нанотехнологий (ЦКП МФТИ). Результаты, полученные в ходе проекта, могут помочь развить терагерцовые технологии, необходимые для разработки беспроводной связи 6G, систем безопасности и медицинской визуализации, навигации автономных транспортных средств и многого другого.
Финансирование для обоих проектов выделено на 2023–2026 годы с последующим возможным продлением.
Сергей Аксенов
«Получение нашими коллегами грантов РНФ свидетельствует о том, что в МИЭМ за последние годы сформировался научный коллектив, занимающийся исследованиями мирового уровня в области изучения физических свойств наноразмерных объектов и возможностей их применения в электронных устройствах и датчиках. Гранты выделены на проекты, в рамках которых специалисты института получат доступ к уникальным научным установкам, базирующимся в других организациях (МИФИ и Институт радиотехники и электроники РАН) и позволяющим получать высококлассные наноструктуры. Я поздравляю коллег и желаю им успехов в реализации проектов!», — отмечает Сергей Аксенов, заместитель директора МИЭМ НИУ ВШЭ по научной работе.
Проект ученых НИУ ВШЭ — Нижний Новгород
Название проекта — «Диссипативная динамика бесконечномерных и конечномерных систем, разработка математических моделей механических, гидродинамических процессов», его руководитель — профессор Университета Суррея (Великобритания) Сергей Зелик. Проект будет осуществляться на базе Международной лаборатории динамических систем и приложений нижегородского кампуса НИУ ВШЭ. Финансовая поддержка РНФ составит от 24 до 30 млн рублей ежегодно. Основная цель проекта — создание новых математических методов, направленных на выработку единого подхода к исследованию динамики многомерных и бесконечномерных систем.
Сергей Зелик
«Возможность (и в каком-то смысле типичность) появления иррегулярной хаотической динамики в самых различных областях естествознания является одним из самых неожиданных и фундаментальных открытий XX века. Несмотря на существенный прогресс, достигнутый в понимании этого явления в случае малоразмерной динамики, его природа остается загадкой в случае систем с большой или бесконечной размерностью. Наш проект предоставляет уникальную возможность объединить усилия специалистов по уравнениям в частных производных, геометрии и конечномерной теории динамических систем для выработки единого подхода к описанию хаотических явлений в диссипативных бесконечномерных системах, что, свою очередь, позволит лучше понять природу турбулентности и приблизиться к построению строгой математической теории для ее описания», — подчеркивает профессор Университета Суррея (Великобритания) Сергей Зелик.
Помимо своей фундаментальной значимости, проект имеет широкий спектр практических возможностей, в частности прогнозирование устойчивости движения объектов в сплошных средах.
Федор Пеплин
«В рамках проекта будут разработаны математические модели устойчивости судов с динамическими принципами поддержания, таких как экранопланы и суда на воздушной подушке. Нижегородская область заслуженно считается одной из столиц мирового скоростного судостроения, именно здесь жил и работал выдающийся конструктор Ростислав Алексеев, здесь и сейчас существуют передовые производственные и конструкторские школы в этой области. Такие суда нужны нашей стране и имеют большой экспортный потенциал», — поясняет Федор Пеплин, старший преподаватель кафедры прикладной математики и информатики НИУ ВШЭ — Нижний Новгород.
Ольга Починка
«Нижегородский кампус НИУ ВШЭ — один из главных мировых центров исследований по конечномерной динамике, прежде всего по качественной теории дифференциальных уравнений. Описание физической реальности, как правило, дается нелинейными уравнениями в частных производных. Выигранный проект предполагает объединение усилий специалистов в качественной теории со специалистами по уравнениям в частных производных. Прикладной составляющей проекта является разработка новых математических моделей гидродинамических процессов, разработка новых компьютерных методов исследования регулярной и хаотической динамики в системах неголономной механики, нелинейной оптики, сетях связанных элементов», — отмечает заведующая Международной лабораторией динамических систем и приложений Ольга Починка.