Российский научный фонд поддержал три новых проекта НИУ ВШЭ

© iStock

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.