Виды научной работы с молодыми сотрудниками лаборатории «Оптика туннельно - связанных наноструктур»:
- проведение научных семинаров по тематике, согласованной с ИПЛИТ РАН;
- экспериментальные исследования и навыки анализа результатов эксперимента;
- индивидуальные консультации по тематике научных исследований;
- ознакомление с современным оборудованием ЦКП мирового уровня при ИПЛИТ РАН и с методикой проведения современных экспериментов.
- подготовка к участию в научно - технических конференциях;
- мастер - класс по написанию научных статей;
- подготовка к сольным выступлениям на семинарах и научных конференциях;
- подготовка к стажировкам на предприятиях АО "ФНПЦ "ПО "Старт", АО НИИФИ, ЗАО НПП "МедИнж", НТП "Криптософт"
с целью приобретения навыков работы на современном лабораторном оборудовании.

Показатели выполнения госзадания по лаборатории за 2023 год.

Показатели лаборатории за 2020 - 2023 годы.

Приказ № 0005/о от 09.01.2020. "О создании лаборатории оптики туннельно-связанных наноструктур".

Положение о лаборатории "Оптика туннельно-связанных наноструктур.

Исследовательская программа лаборатории "Оптика туннельно - связанных наноструктур".

Достижения, полученные в 2021 году в рамках проектной части ГЗ Минобрнауки РФ «Исследования оптических и транспортных свойств туннельно-связанных наноструктур», (№ темы 0748-2020-0012, № госрегистрации AAAA-A20-120032590077-4).

Публичные лекции главного научного сотрудника лаборатории,
заслуженного деятеля науки РФ, д.ф.-м.н., профессора Кревчика В.Д.

Лекция №1. "Квантовые точки в наномедицине".

Лекция №2. "Квантовые точки в квантовой теории информации".

Индустриальный партнер лаборатории «Оптика туннельно - связанных наноструктур»:
центр коллективного пользования при институте проблем лазерных и информационных технологий РАН
(филиал Федерального научно - исследовательского центра «Кристаллография и фотоника» РАН)

Сотрудники ИПЛИТ РАН, входящие в состав лаборатории «Оптика туннельно - связанных наноструктур»:
Илья Александрович Ожередов (к.ф.-м.н., старший научный сотрудник ИПЛИТ РАН и лаборатории «Оптика туннельно - связанных наноструктур»),
Петр Михайлович Солянкин (к.ф.-м.н., научный сотрудник ИПЛИТ РАН и лаборатории «Оптика туннельно - связанных наноструктур»),
Антон Сергеевич Синько (к.ф.-м.н., научный сотрудник ИПЛИТ РАН и лаборатории «Оптика туннельно - связанных наноструктур»).

В лаборатории терагерцовой спектроскопии индустриального партнера лаборатории
«Оптика туннельно - связанных наноструктур»: ЦКП при ИПЛИТ РАН

Практическая значимость полученных результатов в рамках согласованной программы совместных исследований индустриальным партнером ЦКП при ИПЛИТ РАН и лабораторией «Оптика туннельно - связанных наноструктур» ПГУ:
Теоретически исследованный фотодиэлектрический эффект на длине волны λ=6,2 мкм в квантовых точках с примесными комплексами A⁺ + e при наличии взаимодействия с окружающей матрицей посредством 2D - диссипативного туннелирования дырки, локализованной на А⁺ - центре, может быть использован в фотосенсорных приложениях, например, в качестве сенсора, структурный компонент которого может обнаруживать присутствие ИК - излучения за счет изменения электрической ёмкости.
Показано, что эффект резонансного туннелирования проявляется в виде «провалов» на полевых зависимостях спектральной интенсивности рекомбинационного излучения, возникающих при определенных значениях напряженности внешнего электрического поля и температуры. Это открывает определенные перспективы для использования рассматриваемой системы «квантовая точка - примесный комплекс (A⁺ + e)» в условиях диссипативного туннелирования для исследования и диагностики биологических объектов.
Экспериментально исследованы особенности формирования Au - наночастиц (НЧ) в плёнках SiO₂ - TiO₂ методом локального электрохимического восстановления с помощью зонда атомно-силового микроскопа, установлены режимы формированиия Au - НЧ, обеспечивающих контролируемое получение НЧ с заданными параметрами. Полученные результаты могут быть использованы для применения в наноэлектронике, интегральной оптике, оптоэлектронике и плазмонике для создания новых наноэлектронных приборов на базе массивов металлических наночастиц, встроенных в диэлектрические плёнки, металлических наноантенн произвольной формы, встроенных в оптические диэлектрические волноводы на базе тонкоплёночных структур и т.д.
Экспериментальные результаты и закономерности, полученные при исследовании взаимодействия терагерцового излучения с молекулярными кристаллами могут быть использованы для прогнозирования, разработки и создания новых узкополосных терагерцовых источников. Результаты исследования взаимодействия терагерцового излучения с жидкими, газовыми и кластерными средами уже используются для создания эффективных источников импульсного терагерцового излучения. Подобные источники широко применяются при импульсной терагерцовой спектроскопии веществ, при времени- разрешенной диагностике проводимости образцов. Кроме того, решается задача диагностики газово-кластерных струй и субволновых металлических мишеней по поляризационным, пространственным и энергетическим характеристикам генерируемого в этих средах терагерцового излучения.
В результате анализа параметров источника терагерцового поля, необходимых для ускорения электронного пучка, генерируемого в плазме, создающейся в результате воздействия фемтосекундного излучения ближнего ИК диапазона на газово-кластерную струю, были выработаны конструктивные решения прототипа компактного источника ускоряющего поля для электронного пучка. Это позволяет разработать и создать лабораторный стенд для экспериментального исследования процессов генерации рентгеновского и терагерцового излучения, формирования и ускорения электронного пучка в газовой и газово-кластерной средах.

Со студентами и сотрудниками лаборатории «Оптика туннельно - связанных наноструктур» была проведена онлайн - экскурсия по лаборатории ИПЛИТ РАН, где было подробно рассказано об интересных экспериментах на современном оборудовании в ЦКП мирового уровня.

Изобретательская деятельность лаборатории "Оптика туннельно - связанных наноструктур"

Квантовый прибор нового поколения

Разработка коллектива лаборатории "Оптика туннельно - связанных наноструктур" за которую получен патент "Физическая модель модулятора интенсивности поверхностных акустических волн на основе квантовой ямы" удостоена внимания Федерального канала РЕН ТВ.

Многофункциональность лаборатории под руководством д.ф.м.-н., профессора В.Д. Кревчика

Проведение прецизионных измерений удельной проводимости медной роторной пластины методом зеркального баллистического гальванометра, типа М17/2 ГОСТ 5.505-70, постоянная по напряжению 1,073 В/мм.
Абсолютная погрешность измерения удельной проводимости составляет: 0,38 МСм/м.
Относительная погрешность измерений - 0,72 %.
Основной исполнитель - к.ф.м.-н., доцент А.В. Рудин.

Разработанный в лаборатории баллистический прецизионный гальванометр

Будни лаборатории "Оптика туннельно - связанных наноструктур"

Студенты нашей лаборатории проходили курс "Быстрого прототипирования" на базе студенческого научно - производственного бизнес инкубатора НИИФиПИ под руководством д.т.н. Алана Казанферовича Алимурадова.

26.06.2024. Прецизионные измерения с с участием молодых сотрудников лаборатории.
1. Проведение прецизионных измерений скорости распространения продольных волн высокой частоты в металлах и сплавах методом импульсного интерферометра.
2. Измерение плотности твердых тел неправильной геометрической формы методом измерения частоты струнной колебательной системы.
3. Измерение коэффициента теплопроводности твердых диэлектриков методом последовательного теплового потока при стационарном режиме теплопередачи.
4. Исследование температурной зависимости скорости распространения и коэффициента поглощения продольных ультразвуковых волн на частоте 7 МГц в растворах ПАВ методом акустического интерферометра переменной длины.
5. Прецизионные измерения удельной проводимости металлов и сплавов методом зеркального баллистического гальванометра, типа М17/2.

05.03.2024. Семинар "Влияние внешнего электрического поля на внутрицентровые оптические переходы в полупроводниковых квазинульмерных структурах" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчик: лаборант - исследователь, студент второго курса магистратуры Костин К.А.

05.03.2024. Эксперимент с участием молодых сотрудников лаборатории. "Исследование акустических параметров растворов ПАВ методом ультразвукового интерферометра переменной длины на частоте f = 7 МГц".

13.12.2023. Семинар "Свойства квантовых ям и их применение в фемтосекундных лазерах ближнего ИК-диапазона с субгигагерцовой частотой следования импульсов" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчик: лаборант - исследователь, студент второго курса магистратуры Цветков А.П.

06.12.2023. Семинар "Эффекты 2D антипараллельного диссипативного туннелирования" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчик: лаборант - исследователь, студент второго курса магистратуры Богданов А.В.

29.11.2023. Семинар "Эффекты 2D параллельного диссипативного туннелирования" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчик: лаборант - исследователь, студентка второго курса магистратуры Буланкина Д.П.

27.11.2023. Прибор для ранней диагностики образования и развития микротрещин в деталях машин и конструкциях в действии.

22.11.2023. Семинар "Низкотемпературные адиабатические химические реакции как туннельные системы с диссипацией" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчик: лаборант - исследователь, студент второго курса магистратуры Пастухов А.М.

17.11.2023. Эксперимент с участием молодых сотрудников лаборатории. "Исследование распространения светового импульса в воздушной среде с помощью опто - электронного синхрокольца".
Цель эксперимента - рассчитать скорость распространения светового импульса с длиной волны 0,6 мкм, излучаемого лазерным модулем, по частоте синхроимпульсов опто - электронного синхрокольца при различной величине оптической базы (излучатель - фотоприёмник световых импульсов).

15.11.2023. Семинар "Теория 1D - диссипативного туннелирования" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчик: лаборант - исследователь, студент второго курса магистратуры Цветков А.П.

08.11.2023. Семинар "Квазиклассическое одноинстантонное приближение в теории 1D - диссипативного туннелирования" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчик: лаборант - исследователь, студент второго курса магистратуры Цветков А.П.

01.11.2023. Семинар "Особенности спектра двухфотонного примесного поглощения в квантовых точках, синтезированных в прозрачной диэлектрической матрице" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчик: лаборант - исследователь, студентка второго курса магистратуры Буланкина Д.П.

25.10.2023. Семинар "Фотомагнитный эффект в двумерной ленте, свёрнутой в спираль" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчик: лаборант - исследователь, студент второго курса магистратуры Пастухова А.М.

18.10.2023. Семинар "Механизм прыжковой проводимости по примесям в параболической квантовой яме" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчик: лаборант - исследователь, студент второго курса магистратуры Цветков А.П.

16.10.2023. Эксперимент с участием молодых сотрудников лаборатории. "Исследование зависимости магнитной индукции и магнитной проницаемости ферромагнитных материалов методом баллистического гальванометра".
Метод баллистического гальванометра основан на явлении электромагнитной индукции. В качестве исследуемых образцов используются ферромагнитные образцы тороидальной формы, которые содержат две обмотки – первичную и вторичную. Основным элементом установки является баллистический зеркальный гальванометр, типа М17/2, с большим моментом инерции, и как следствие, с большим периодом собственных колебаний рамки. Отличительной особенность данного гальванометра является очень малая величина постоянной по току, которая составляет k = 5*10^-9 А/мм.
При подключении первичной обмотки исследуемого образца к источнику постоянного тока в последнем возникает магнитный поток, который определяется напряженностью магнитного поля первичной обмотки. Изменение магнитного потока, в соответствие с законом Фарадея, создаёт ЭДС - индукции во вторичной обмотке исследуемого образца, которая непосредственно подключена к баллистическому гальванометру. По отклонению светового луча по линейной шкале гальванометра рассчитывается величина магнитной индукции в исследуемом образце и магнитная проницаемость, как функция напряженности магнитного поля.
Данный метод позволяет проводить измерения магнитной индукции и магнитной проницаемости ферромагнитных образцов в широком интервале изменения напряженности внешнего магнитного поля с относительной погрешностью не превышающей 0,5 %.
Исследования данного направления поддерживаются центральной заводской лабораторией ФГУП ФНПЦ «ПО» СТАРТ» им. М.В. Проценко.

16.10.2023. Семинар "Контактные системы. Проблемы и перспективы" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчики: д.ф.-м.н., профессор В.Д. Кревчик, к.ф.-м.н., доцент А.В. Рудин.

11.10.2023. Семинар "Фотопроводимость структур с квантовыми точками в условиях диссипативного туннелирования" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчики: д.ф.-м.н., профессор В.Д. Кревчик, д.ф.-м.н., профессор М.Б. Семенов.

11.10.2023. Семинар "Эффекты двойной фотоионизации в спектрах поглощения квазинульмерных структур".
Докладчик: аспирант И.М. Мойко.

02.10.2023. Эксперимент с участием молодых сотрудников лаборатории. "Регистрация спектра продольных мод гелий - неонового лазера".
Лазеры со времени создания первых моделей находят все более широкое применение в науке, технике и повседневной жизни людей. Очень широкое распорстранение в настоящее время получили полупроводниковые лазеры на основе гетеропереходов, впервые созданные коллективом ученых под руководством академика Ж.И. Алферова. В лазерах на гетероструктурах пороговую плотность тока при комнатной температуре можно уменьшить на два порядка по сравнению с лазером на обычном p-n переходе, что позволило сделать непрерывно генерирующие в видимом диапазоне лазеры, не требующие глубокого охлаждения. Однако, газовые лазеры, такие как He-Ne лазер, также находят свое применение благодаря высокому качеству генерируемого оптического излучения. Эти лазеры имеют свою специфику, обусловленную в частности тем, что в качестве активной среды в лазерах данного типа используется газ (в He-Ne лазере - газ в атомарном состоянии). Плотность газа на порядки меньше плотности твердых тел. Это приводит к тому, что длина модового объема газового лазера значительно превышает размеры активного элемента твердотельного лазера. Так, длина рубинового стержня в первом созданном Мейманом лазере составляла несколько сантиметров, а длина разрядной трубки He-Ne лазера Джавана (первого газового лазера), имела величину около 100 см. Характерная длина выпускаемых промышленностью He-Ne лазеров порядка 30 см, хотя встречаются модели с длиной ативного элемента лазера от 10 до120 см. Если учесть, что эмиссионная (флюоресцентная) линия, соответствующая лазерному переходу, главным образом за счет эффекта Доплера, значительно уширена, то в резонаторе лазера, представляющем собой резонатор Фабри - Перо могут одновременно возбуждаться несколько продольных мод.
Был поставлен эксперимент, в ходе которого был зарегистрирован спектр продольных мод гелий - неонового лазера ЛГ-75. Результаты представлены на фото.

04.10.2023. Семинар "Квантовое туннелирование с дисссипацией и экспериментальные ВАХ" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчики: д.ф.-м.н., профессор В.Д. Кревчик, д.ф.-м.н., профессор М.Б. Семенов.

27.09.2023. Семинар "Квантовое туннелирование с диссипацией" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчики: д.ф.-м.н., профессор В.Д. Кревчик, д.ф.-м.н., профессор М.Б. Семенов.

20.09.2023. Семинар "Корреляционные эффекты в спектрах двойной фотоионизации и рекомбинационного излучения в квазинульмерных структурах во внешних электрическом и магнитном полях" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчики: д.ф.-м.н., профессор В.Д. Кревчик, д.ф.-м.н., профессор М.Б. Семенов, аспирант И.М. Мойко.

18.09.2023. Семинар "Фотоиндуцированная модуляция диэлектрической проницаемости в системе взаимодействующих квантовых точек во внешнем электрическом поле" с участием молодых сотрудников лаборатории.
Докладчик: д.ф.-м.н., профессор В.Д. Кревчик.

Целью создания лаборатории является проведение фундаментальных и прикладных научных исследований для получения новых знаний и научных результатов в области исследования оптических и транспортных свойств туннельно-связанных наноструктур.

Основные научные задачи лаборатории:
- разработка теоретических подходов к исследованию оптических и транспортных свойств туннельно-связанных наноструктур с примесными центрами и их экспериментальная реализация;
- исследование управляемости оптических и транспортных свойств наноструктур в условиях внешнего электрического поля при конечной температуре с использованием концептуальных представлений и достижений в области диссипативного туннелирования и оптики наноструктур;
- экспериментальное подтверждение теоретически предсказанных эффектов 1D- и 2D- диссипативного туннелирования для структур с металлическими и полупроводниковыми квантовыми точками в условиях внешнего электрического поля при конечной температуре.

Основными задачами деятельности лаборатории являются:
- выполнение фундаментальных и прикладных научно-исследовательских работ по программам Министерства науки и высшего образования РФ и другим научным программам;
- налаживание научных контактов и развитие научно-технического сотрудничества с российскими и зарубежными образовательными и научными организациями, в частности с ИГ1ЛИТ РАН - филиалом ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН;
- популяризация результатов научных исследований лаборатории, их представление широкой научной общественности;
- совершенствование подготовки научно-педагогических кадров и образовательного процесса путем внедрения полученных в лаборатории результатов в учебный процесс;
приобщение талантливых студентов, обучающихся по соответствующим направлениям подготовки, к участию в фундаментальных и прикладных научных исследованиях.

Виды деятельности лаборатории.
Деятельность лаборатории регламентируется планом исследований, согласованным с заинтересованными сторонами и утвержденным директором ПИ ПГУ.
Основные виды деятельности лаборатории:
- проведение фундаментальных, поисковых, прикладных исследований и экспериментальных разработок;
- практическая апробация и внедрение полученных результатов в практику деятельности предприятий, организаций и учреждений;
- оказание научно-методических, консультационных, экспертных и иных видов услуг в соответствии с основными научными направлениями и задачами функционирования лаборатории для предприятий и организаций различных форм собственности и сфер деятельности, а также для отдельных физических лиц;
- организация научно-исследовательской работы студентов, выполнения ими теоретических и экспериментальных исследований;
- проведение научных семинаров с участием ведущих ученых по соответствующим научным направлениям; опубликование результатов научных исследований, участие коллектива лаборатории, в том числе студентов, в научно-технических конференциях и симпозиумах.

Состав лаборатории.