Старший научный сотрудник физико-технического факультета ИТМО и руководитель образовательной программы «Нанофотоника и метаматериалы» Андрей Богданов получил премию от Правительства Санкт-Петербурга и Санкт-Петербургского научного центра РАН.

Премия имени Леонарда Эйлера вручается только ученым до 35 лет — за выдающиеся научные результаты в области естественных и технических наук. В этом году лауреатами стали шесть молодых ученых Санкт-Петербурга. Вручение дипломов и денежных премий в размере 300 тысяч рублей состоялось во время торжественной церемонии в здании Смольного.

Кандидатов на премию выдвигает Ученый совет вуза, Совет молодых ученых или отдельные академики. Чтобы пройти отбор, необходимо не только описать свои научные достижения и приложить список публикаций за последние пять лет, но и получить рекомендацию от известных ученых.

«Этот конкурс, конечно, не про деньги: в первую очередь он про признание — признание твоих результатов, — рассказывает Андрей Богданов. — Наверное, каждый ученый хочет, чтобы его именем назвали какой-то эффект, но это происходит редко. А такие конкурсы поднимают престиж науки и помогают молодым ученым развиваться в научной карьере. Когда в списке твоих достижений есть такие премии, грантовую поддержку для своих проектов становится получить чуть проще».

Церемония награждения лауреатов премий Правительства Санкт‑Петербурга за выдающиеся достижения в области науки, техники и профессионального образования

Несмотря на то, что область научных интересов Андрея Богданова лежит сразу в нескольких направлениях, для экспертной комиссии премии особое значение имели работы, посвященные исследованию диэлектрических наноантенн и нанорезонаторов для локализации и управления электромагнитным излучением на субволновых масштабах. Как объясняет Андрей, это самый передовой край науки и очень активно развивающееся направление исследований — как в России, так и во всем мире.

«Мы все хотим, чтобы интернет работал быстрее, компьютеры — лучше, а телефоны бы держали заряд дольше, чем одни сутки. Но сейчас у нас вся электроника работает на электронных компонентах, то есть информация обрабатывается с помощью электрических сигналов, и из-за этого происходят джоулевые потери — попросту говоря, нагрев. Основная доля энергии теряется именно за счет тепловыделения. Мы уже научились передавать информацию с помощью оптических сигналов через оптоволокно — это уже очень эффективно работает: почти без потерь, быстро, между дата-центрами или даже континентами. Но если бы это удалось сделать в рамках одного компьютера, а еще лучше — на одном чипе, чтобы между оперативной памятью, процессором, сигнал передавался оптическими способами, тогда можно было бы существенно снизить потери и повысить энергоэффективность многих устройств».

Одна из фундаментальных проблем, которую необходимо преодолеть для создания оптических компьютеров, — это большой размер оптических элементов по сравнению с их электронными аналогами. Размеры оптических элементов обычно сопоставимы с длиной волны, то есть около 1000 нанометров, а размер современного электронного транзистора всего — лишь несколько нанометров. Поэтому задача миниатюризации оптических элементов крайне актуальна.

Церемония награждения лауреатов премий Правительства Санкт‑Петербурга за выдающиеся достижения в области науки, техники и профессионального образования

Исследования, посвященные этой проблеме, уже сформировали независимое направление на стыке оптики, физики твердого тела и квантовой механики — нанофотоника. В рамках этого направления ученые пытаются найти новые и эффективные способы управления светом на наномасштабах и разрабатывать компоненты оптических компьютеров будущего: нанорезонаторы, усилители, фильтры, модуляторы, транзисторы и другие нелинейные оптические элементы.

«С одной стороны, это фундаментальное направление, с другой стороны, в долгосрочной перспективе оно имеет вполне прикладное значение. За исследования в этой области и была вручена премия Эйлера — за механизмы управления светом, разработки нанорезонаторов и других оптических элементов».

В ИТМО направление нанорезонаторов развивается уже более пяти лет. Некоторое время назад у научной группы из ИТМО и Австралийского национального университета вышла публикация в журнале Science и еще несколько публикаций в Physical Review Letters. Сейчас также принято несколько статей по этой теме. Так, в одном исследовании ученым удалось найти такую конфигурацию полей и параметры субволновых частиц, чтобы они могли поглотить 100% падающего на нее света. Другое исследование посвящено усилению люминесценции германиевых квантовых точек в фотонно-кристаллических наноструктурах, что в перспективе поможет создавать эффективные интегральные источники света на кремнии.

Церемония награждения лауреатов премий Правительства Санкт‑Петербурга за выдающиеся достижения в области науки, техники и профессионального образования. На фото: Иван Мухин, Андрей Липовский и Андрей Богданов

Точные критерии оценивания и выбора победителя премии неизвестны, но учитываются не только научные достижения, но и педагогические. Как считает Андрей Богданов, его активная работа со студентами тоже сыграла свою роль.

«Помимо работы со студентами ИТМО, мы каждый год организуем летние школы по нанофотонике для студентов со всего мира — METANANO SCHOOL. В этом году школа проходит с 19 по 23 июля и посвящена фотонике двумерных материалов. А открывать ее будет нобелевский лауреат Константин Новоселов».

 

Екатерина Шевырёва

Журналист