Летняя школа по нанофотонике и метаматериалам

Живой «дайджест» исследований в области нанофотоники и метаматериалов – что ученые из разных стран почерпнули для себя на Летней школе Университета ИТМО

В Университете ИТМО завершилась вторая Летняя школа по нанофотонике и метаматериалам. По словам студентов, школа позволяет получить полное представление о том, что сейчас происходит в этой научной области в мире. В течение недели участники прослушали лекции ученых из лучших исследовательских групп, выполнили проектную работу и запаслись багажом новых идей и полезных контактов для собственных разработок. Мы попросили студентов, а также одного из лекторов, рассказать об этих исследованиях и о том, чем именно для них стала полезна Летняя школа.

Изабель Штауде, ведущий научный сотрудник в Йенском университете имени Фридриха Шиллера

Изабель Штауде
Изабель Штауде

Я работаю в области нанофотоники, и моя исследовательская группа концентрируется в основном на исследованиях наночастиц с высокой диэлектрической проницаемостью. Уже долгое время ученые по всему миру уделяют большое внимание исследованиям плазмонных наноструктур, которые представлены в виде металлических частиц и в которых возникает особый тип колебаний, когда свободные электроны взаимодействуют с электронным полем металла и двигаются под его воздействием. Но эффективно использовать эти наноструктуры было тяжело, потому что они сильно поглощают свет и нагреваются, несут большие энергетические потери. Наш подход заключался в том, что вместо металлических мы стали использовать диэлектрическиие наночастицы с большой диэлектрической проницаемостью. Их преимущество заключается в том, что у них низкие потери и взаимодействие этих наночастиц со светом ученый может «настраивать» и контролировать сам. С использованием метаматериалов можно создавать особые волноводы, проходя через которые, свет будет изменять свои свойства. С помощью таких диэлектрических метаматериалов можно динамически изменять параметры различных оптических компонентов, таких, как линзы, голограммы и других. Например, сделать линзу с настраиваемым фокусом. Эта технология может быть задействована в различных приложениях, которые работают со световыми волнами строго определенного диапазона длин. Дело в том, что функциональность тех или иных диэлектрических метаматериалов зависит от длины волны, с которой они взаимодействуют. И если изменить длину волны, то метаматериал уже не будет работать так, как было задумано. Пока мы занимаемся фундаментальными исследованиями в этой области. Для того чтобы начать разрабатывать реальные приложения для технологии, нужно найти заинтересованного инвестора, компанию, которая будет использовать разработку. Именно о диэлектрических метаповерхностях я рассказывала в своей лекции на Летней школе по нанофотонике и метаматериалам. На мероприятие меня пригласили организаторы, с которыми мы сотрудничаем. Это хороший шанс встретить новых коллег, завязать партнерства, обменяться идеями с другими учеными. Также я много общалась с участниками школы, и у меня сложилось впечатление, что все они очень заинтересованы в свое работе –  было много вопросов.

Филипп Гуче, аспирант в Свободном университете Берлина

Филипп Гуче
Филипп Гуче

Я теоретик, занимаюсь математическими расчетами и моделированием. Моя область научных интересов связана с изучением хиральных наноструктур – таких объектов, у которых отсутствует зеркальная симметрия. В них возникают некоторые оптические феномены, то есть они по-особому взаимодействуют со светом. Я занимаюсь описанием  этих феноменов. При производстве лекарств очень важно учитывать хиральность молекул, поэтому мои исследования могут помочь оптимизировать такое производство. Сейчас в мире достаточно много научных групп занимаются похожими исследованиями, в том числе несколько экспериментальных групп. Ученые полагают, что это очень перспективная область. Здесь, на Летней школе, я хочу познакомиться с людьми, которые занимаются экспериментальной работой, посмотреть, какие результаты у них есть по моей теме. Также мне очень интересно было послушать доклады профессиональных ученых, благодаря которым все участники могли получить полный обзор всего, что происходит в нанофотонике. Не могу сказать, что я узнал здесь что-то совершенно новое, но более детально разобрался во многих вопросах, связанных с этой наукой. Сам я, пожалуй, не хочу быть профессором, предпочитаю заниматься исследовательской и инжиниринговой работой в какой-нибудь компании.

Федор Бенимецкий, магистрант в Новосибирском государственном университете

Федор Бенимецкий
Федор Бенимецкий

Я приехал на Летнюю школу по нанофотонике и метаматериалам, чтобы познакомиться с новыми людьми, узнать что-то новое. Мы – начинающие ученые, наш кругозор очень узок. Дело в том, что мы пока ограничены нашими диссертациями, и у большинства не хватает времени, чтобы посмотреть по сторонам. А Летняя школа – это хорошее место, чтобы узнать актуальную информацию по той или иной теме из первоисточника, от ученых, которые этим непосредственно занимаются. Например, у профессора Андрея Лавриненко был потрясающий обзор работ в его области исследований. Состав и уровень представленных докладов здесь на высоте, точно так же, как и уровень ребят, которые сюда приехали, это было видно по постер-сессии. Для студента или аспиранта это классный опыт. Плюс именно этой Летней школы в том, что здесь собираются такие же молодые люди, как и ты сам, поэтому ты меньше стесняешься подойти к какому-либо маститому ученому и что-то спросить. На профессиональных конференциях чувствуешь себя не так свободно, когда вокруг одни доктора наук. Здесь же я мог задавать вопросы по своим исследованиям. Я занимаюсь исследованиями наноструктур, которые могут выступать как источники света, то есть такими «нанолазерами», в частности, они могут найти применение в медицине. Обычно для диагностики и терапии разрабатываются два разных типа наноструктур. Для первого используются флуоресцентные метки, когда на место опухоли, например, доставляются эти нанометки и по их свечению можно определить, где находится опухоль. Для второго к месту опухоли доставляют металлические наночастицы, которые путем внешнего возбуждения нагреваются и могут разрушить клетки рядом. Мы же разрабатываем наноструктуру «два в одном». Скоро по этому поводу у нас выйдет статья в Nature Communications, моя часть работы заключается в описании этих наночастиц.

Дарья Сылгачева, аспирант физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова

Дарья Сылгачева
Дарья Сылгачева

Я уже пару раз была на научных конференциях или семинарах в Санкт-Петербурге, но никогда не была так долго, ведь Летняя школа по нанофотонике и метаматериалам продолжается почти целую неделю. И программа очень насыщенная как с точки зрения лекций и занятий, так и досуговой части. Я очень много общаюсь с другими участниками. Здесь можно узнать о том, что происходит в научном мире, не читая научных статей. Для меня это особенно важно, потому что у меня английский пока не на достаточно высоком уровне, чтобы свободно читать научные публикации. Кроме того, Летняя школа – это возможность ознакомиться с разработками других ученых в смежных областях. Мои исследования связаны со спинтроникой, магноникой, плазмоникой сразу и направлены на повышение качества оптической и магнитной записи. Я занимаюсь оптической генерацией магнитостатических спиновых волн в пленках магнитных диэлектриков с помощью плазмонных наноантен. Да, вот так сложно звучит, и для большинства людей это просто набор слов. Сейчас эти волны возбуждаются с помощью магнитного поля сверхчастотного излучения, но чтобы найти им приложение, нужно генерировать эти волны без использования лишних подключаемых устройств. Также важно локально выделять длину волны. В этом и могут помочь плазмонные наноантены. Я занимаюсь фундаментальными исследованиями, и по этой теме постоянно выходит очень много научных работ, поэтому иногда мой научный руководитель даже поторапливает меня.

Виктория Руцкая, аспирант в Галле-Виттенбергском университете в Германии

Виктория Руцкая
Виктория Руцкая

В этом году я занялась новой для себя научной темой, микрорезонаторами в кремнии. Кремний сейчас очень популярен среди ученых, потому что его на планете много и он дешевый, поэтому надо его использовать во благо. На Летнюю школу я приехала, чтобы получить новые знания и провести в лаборатории Университета ИТМО эксперимент в рамках собственных исследований. Мы померили люминесценцию маленьких нанодисков, внутри которых находятся квантовые точки. Они светят в ближнем инфракрасном свете, и это излучение связывается с модами дисков. В экспериментальных данных это видно. На данном этапе этих исследований пока можно говорить о возможностях управления сигналом и изменения его формы. В перспективе можно получить некие «нанолазеры», в которых можно будет управлять направленностью света. На Летнюю школу приехало много людей, которые также занимаются этой темой, поэтому со многими можно договориться о будущем сотрудничестве. Лекции докладчиков, на мой взгляд, очень грамотно построены в плане структуры: сначала рассказывается о каких-то основах, потом идет введение, затем докладчик говорит о результатах своей работы, полученных в реальных лабораториях.

Йоаквин Фанека, аспирант в Эксетерском университете в Великобритании

Йоаквин Фанека
Йоаквин Фанека

Я поступил в аспирантуру в области нанофотоники и метаматериалов, потому что мне всегда было интересно заниматься электроникой и фотоникой. Я искал научную область, где смогу совместить эти интересы – нанофотоника подходила. Сейчас я обучаюсь в Соединенном Королевстве, хотя до этого учился в Испании, а мой научный руководитель вообще родом из России. Перед тем, как попасть в аспирантуру, я выиграл полную стипендию на обучение. Кроме того, сейчас мои исследования спонсирует частная компания Oclaro, которая выделила мне грант на все три года моих кандидатских исследований. Компания занимается разработкой новых оптических устройств для передачи и хранения информации. Моя же задача – это разработка кремниевых наноструктур для целей инвесторов. Я приехал на Летнюю школу на нанофотонике и метаматериалам, чтобы почерпнуть новые идеи для своего проекта и посмотреть, как я могу использовать метаматериалы под свои задачи. Я уже поговорил об интересующих меня вопросах со многими лекторами, а также другими участниками мероприятия, и нашел возможные методики, которые смогу применить. Кроме того, я наслаждаюсь Санкт-Петербургом. Я здесь впервые, и, честно сказать, мне было немного страшно ехать сюда, потому что я совершенно не знал, какие здесь люди. Но оказалось, что это абсолютно европейский город, и мои опасения нисколько не оправдались: люди очень милые, готовы помочь, и здесь очень вкусная еда, я уже много чего перепробовал.

Редакция новостного портала
Архив по годам:
Пресс-служба