Поступление 2019
0
личный кабинет

ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ

Языки обучения: RUS Русский
Форма обучения: Очная, 2 года
Стоимость контрактного обучения в 2019 году: 286 000 руб. в год
  • 286 тыс. руб в год для граждан Российской федерации
  • 306 тыс. руб в год для иностранных граждан

16.04.01 Техническая физика

Количество мест:

Бюджетных - 15

Вступительные испытания:

Вступительный экзамен

Дистанционный экзамен

Конкурс «Портфолио» Университета ИТМО

Медалист/победитель "Я-профессионал"

конкурс лучших научных работ стажировки физико-технического факультета

Контактное лицо Рыбин Михаил Валерьевич
Руководитель программы:
Лимонов Михаил Феликсович
Учебные корпуса: Кронверкский пр., д. 49Биржевая линия, д.14Биржевая линия, д.16

ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ

«Физика полупроводников» - образовательная программа магистратуры, созданная сотрудниками Университета ИТМО и Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН. Руководит образовательной программой главный научный сотрудник ФТИ им. А.Ф. Иоффе, д.ф.-м.н. Михаил Феликсович Лимонов.
Коллектив образовательной программы представляет собой уникальную команду ведущих сотрудников и преподавателей из ФТИ им. А.Ф. Иоффе, Университета ИТМО, Санкт-Петербургского государственного университета, Политехнического университета Петра Великого, Академического университета.
Профессора и доценты, теоретики и экспериментаторы мирового уровня, ведут активную научную деятельность, публикуются в высокорейтинговых физических журналах, их оригинальные курсы лекций отражают последние достижения в области физики полупроводниковых материалов. Наша образовательная программа обеспечит студентам фундаментальные знания и конкурентоспособность в бурно развивающейся области создания, исследования и теоретического описания фотонных макро-, микро- и наноструктур.
Программа содержит мировоззренческий, общепрофессиональный и профессиональный модули, а также вариативную часть. К основным специальным дисциплинам программы относятся: оптика твердого тела, классическая электродинамика, квантовая механика, солнечная фотовольтаика, фотонные структуры, линейная и нелинейная магнитофотоника, функциональные наноматериалы, микро- и наносенсорика, акустика наноструктур, математические методы в физике, методы нанофотоники: технологии и эксперимент.
 

АКТУАЛЬНОСТЬ И ЗНАЧИМОСТЬ ПРОГРАММЫ

Прогресс человечества в XXI веке в условиях ограниченности людских и промышленных ресурсов связан с разработкой и освоением новых передовых технологий. Если XIX век был веком пара, XX век – веком электроники, то XXI век должен стать веком фотоники. Революционные фотонные технологии обеспечивают самое быстрое распространение и обработку информации, направлены на создание высокоэффективных солнечных элементов, вносят ключевой вклад в разработку «умного дома», автомобилей без водителя, открывают новые широчайшие перспективы, перенося идеи со страниц научно-фантастических книг прошлого века в нашу повседневную жизнь.

ЦЕЛЬ ПРОГРАММЫ

За два года обучения, которое сочетается с постоянной научно-исследовательской работой, студенты получат возможность создать существенный задел для успешного обучения в аспирантуре ФТИ им. А.Ф. Иоффе, Университета ИТМО, других академических и университетских центров как в России, так и за рубежом. Высокий уровень подготовки позволит выпускникам успешно работать на Российских и иностранных предприятиях, относящихся к высокотехнологичным отраслям производства.
Основными целями программы являются:

  • формирование фундаментальных знаний в области теоретической и экспериментальной физики, физики полупроводников;
  • обучение технологическим методикам, которые позволяют создавать фотонные элементы и фотонные устройства на их основе;
  • обучение экспериментальным методам, позволяющим исследовать структурные и оптические свойства макро-, микро- и нано-образцов;
  • освоение методов расчета оптических свойств различных элементов и устройств, в том числе рабочих характеристик фотоэлектрических преобразователей, формирование представлений о современных методах проектирования и технологиях изготовления солнечных элементов.

ДИСЦИПЛИНЫ

Оптика твердого тела

Рассматриваются физика преломления и поглощения света веществом, распространение света в кристаллах, градиентных средах и оптических волноводах, фотоупругость, фотон-фононное и электрооптическое взаимодействие, а также нелинейно-оптические явления, включая генерацию гармоник светового излучения, оптический эффект Керра и обращение волнового фронта. Описывается усиление электромагнитных волн инвертированной средой, выводятся основные соотношения, описывающие принципы лазеров, включая нестационарные режимы генерации, и даются общие сведения о лазерах.

Фотонные структуры

Оригинальный курс «Фотонные структуры» содержит основную информацию о широком классе природных и искусственных фотонных объектов, включая упорядоченные и неупорядоченные фотонные кристаллы, магнитофотонные и плазмонные структуры, фотонные стекла Леви, различные метаматериалы. Обсуждается фундаментальная аналогия между электронной зонной структурой обычных «атомарных» кристаллов и фотонной зонной структурой объектов, имеющих периодическое строение в одном, двух или трех измерениях. Обсуждаются резонансные явления, которые лежат в основе управления световыми потоками, функционирования наноантенн, устройств сенсорики и фотовольтаики. Рассматриваются основные технологические методы синтеза и диагностики фотонных структур.

Линейная и нелинейная магнитофотоника

Курс «Линейная и нелинейная магнитофотоника» предоставляет студентам уникальную возможность проследить развитие знаний о взаимодействии излучения с магнитными средами от открытия первого магнитооптического эффекта Майклом Фарадеем в середине 19 столетия до интригующих результатов последних лет по сверхбыстрой записи информации фемтосекундными лазерными импульсами. Опираясь на теоретические знания о магнитофотоннике, мы рассмотрим наиболее актуальные проблемы управления светом в магнитных наноструктурах и управления состоянием таких наноструктур светом.

Функциональные наноматериалы

В курсе будут рассмотрены актуальные наноматериалы (квантовые точки и квантовые ямы, фуллерены, нанотрубки, графен, детонационные наноалмазы, полупроводниковые нановискеры и др.) и их необычные физические свойства. Будут приведены примеры применения наноматериалов для создания устройств наноэлектроники, оптоэлектроники, сенсорики, фотовольтаики и элементов энергонезависимой памяти, рассмотрены основные технологические методы синтеза наноматериалов (основные характеристики этих методов, а также их преимущества и недостатки) и основные методы диагностики наноматериалов.

Микро- и наносенсорика

Курс знакомит с современным состоянием дел в сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) и в оптических методах исследования, включая флуоресцетную наноскопию. Излагаются сведения из оптики, классической и квантовой механики, материаловедения, необходимые для понимания принципов действия оптических устройств (телескопа, фотоаппарата, широкоугольного и конфокального оптического микроскопа, спектральных приборов), СЗМ устройств (сканирующего туннельного, атомно-силового, оптического ближнепольного микроскопов), существующих комбинаций СЗМ с нанооптикой.

Классическая электродинамика

Дисциплина охватывает круг вопросов, в которых излагаются положения линейной теории электромагнитного поля в различных средах на основе уравнений Максвелла—Лоренца, базовых уравнениях для задач радиофизики и оптики. Особое внимание отводится представлению электромагнитных полей, как волновых процессов. Дисциплина включает вопросы классической теории излучения. В предлагаемом курсе излагаются физические основы и математические методы квантовой механики. Изложение включает операторный и матричный методы квантовой механики, квантование простейших физических систем, теорию момента и спина, квазиклассическое приближение, теорию возмущений и квантовых переходов, задачу рассеяния, представление о вторичном квантовании и релятивистском описании и электрон-фотонном взаимодействии. В курс включены примеры и задачи из разных областей квантовой физики.

Солнечная фотовольтаика

Программа дисциплины охватывает вопросы физики и технологии полупроводниковых фотоэлектрических преобразователей, изучает особенности функционирования различных их типов: кремниевых, тонкопленочных многокомпонентных, многопереходных неорганических и органических. Особое внимание уделено технологии изготовления различных солнечных элементов и анализу факторов, влияющих на эффективность преобразования солнечной энергии. Дисциплина знакомит с актуальными проблемами и новейшими разработками в области солнечной фотовольтаики, закладывает необходимые навыки для создания новых фотоэлектрических преобразователей.

Наноплазмоника

В курсе «Наноплазмоника» рассматриваются явления, связанные с коллективными колебаниями системы электронов. Рассмотрение основывается на основных понятиях классической электродинамики и теории металлов Друде. Классические представления развиваются для описания низкоразмерных структур, в которых возникают новые виды коллективных колебаний и оптических резонансов. Обсуждаются практические применения таких явлений в оптике, спектроскопии, телекоммуникациях, квантовых вычислениях, а также в биологии и медицине.

Физика полупроводниковых наноструктур

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с описанием упругих, тепловых и электронных свойств кристаллов и гетероструктур на их основе. На базе методов теории симметрии и тензорного исчисления рассмотрены упругие свойства кристаллов, а также явления пьезо- и пироэлектричества. Понятия обратной решетки и зон Бриллюэна представлены на примере явления дифракции рентгеновских лучей. Теплоемкость и теплопроводность кристаллов анализируются в рамках теорий Зоммерфельда и Дебая, а электронные свойства рассмотрены в рамках квантовой зонной теории.

ПРЕПОДАВАТЕЛИ

Александр Витальевич Анкудинов доктор физико-математических наук
Юрий Александрович Балошин профессор, доктор технических наук
Александра Михайловна Калашникова
Михаил Феликсович Лимонов доктор физико-математических наук
Андрей Александрович Липовский профессор, доктор физико-математических наук
Ирина Евгеньевна Панайотти доцент, кандидат физико-математических наук
Михаил Валерьевич Рыбин кандидат физико-математических наук
Евгений Иванович Теруков старший научный сотрудник, доктор технических наук
Алексей Акимович Торопов доктор физико-математических наук
Владимир Викторович Чалдышев доктор физико-математических наук

НАБОР КОМПЕТЕНЦИЙ

Выпускники образовательной программы «Физика полупроводников» приобретают набор компетенций, необходимых для дальнейшего обучения в аспирантуре, а также для работы в российских и зарубежных Университетах и высокотехнологичных компаниях.

Профессиональные компетенции:

  • способность собирать, обрабатывать и анализировать научно-техническую информацию на русском и английском языке по теме научного исследования;
  • способность формулировать задачи и составлять план научного исследования;
  • способность находить оптимальные решения поставленных научных задач;
  • способность проводить научные исследования, обрабатывать и анализировать полученные экспериментальные и теоретические результаты;
  • способность создавать математические модели фотонных структур и описывать электромагнитные процессы в этих структурах, в том числе и при помощи компьютерного моделирования;
  • способность разрабатывать программное обеспечение для фотонных систем;
  • способность писать и оформлять (на русском и английском языках) отчеты, статьи, рефераты, презентации по результатам научных исследований.

Бизнес-компетенции:

  • способность к деловой коммуникации с партнёрами и коллегами;
  • способность писать научные проекты (на русском и английском языках);
  • способность работать с поступившими рецензиями на проекты, отчеты, статьи и отвечать рецензентам;
  • способность принимать решения в нестандартных ситуациях;
  • способность аргументировать свой выбор и нести ответственность за принятые решения;
  • владеть основами защиты интеллектуальной собственности.
     

 

ТРУДОУСТРОЙСТВО И ВОСТРЕБОВАННОСТЬ ПРОФЕССИИ

Одной из основных целей создания образовательной программы является подготовка магистров для поступления в аспирантуру и штат ФТИ им. А.Ф. Иоффе, а также в другие академические институты, которые в настоящее время испытывают острый дефицит молодых сотрудников. Магистры, получившие образование на программе, будут также востребованы в высокотехнологичных предприятиях, которые занимаются проектированием и выпуском различных оптических устройств. К таким предприятиям относятся НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им.А.Ф.Иоффе, ООО "Информационная оптика", ООО "Инфракрасные фотодиоды", ООО "Сканирующие лазерные системы" и ряд других фирм. Достаточно посмотреть на публикации сотрудников программы, чтобы убедиться в активной международной научной деятельности и плотной коллаборации с учеными ведущих университетов и научных центов различных стран. Мы работаем и публикуемся вместе с учеными из Australia National University (Канберра, Австралия), Georgia Institute of Technology (Атланта, США), University of Nottingham (Ноттингем, Англия), Laser Zentrum Hannover (Ганновер, Германия), Aalto University (Эспоо, Финляндия), King’s College London (Лондон, Великобритания), Tel Aviv University (Тель-Авив, Израиль), Centro de Investigacion Cientifica y de Educacion (Энсенада, Мексика), Technical University of Denmark (Люнгбю, Дания), Radboud Unversity (Наймеген, Нидерланды). С этими Университетами преподаватели образовательной программы имеют тесные научные связи, совместные гранты и успешный опыт обмена магистрами, аспирантами и сотрудниками.

ПРАКТИКА И СТАЖИРОВКИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

Студенты будут проходить практики и стажировки в лабораториях Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН, в Международном научно-исследовательском центре нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО, в НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике. Кроме того, имеется возможность научного обмена, практик и стажировок магистрантов и аспирантов в зарубежных Университетах из 10 стран с высочайшим научным потенциалом, перечисленных выше в разделе трудоустройство и востребованность профессии.

Обратная связь

* Имя
* E-mail
Ваше сообщение