Российские учёные увеличили эффективность отечественного терагерцевого спектрометра на 60% по сравнению с иностранным аналогами. Добиться этого удалось за счёт модификации основного компонента прибора — излучателя. Это позволит не просто заместить импорт такого оборудования, а повысить мощность спектрометров. Такая аппаратура широко применяется для определения химического состава продуктов в пищевой промышленности, в научных изысканиях, экологических исследованиях, криминалистике и ряде других сфер.

Gettyimages.ru © Mordolff

Группа учёных из МФТИ, Института сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники им. В.Г. Мокерова РАН, МГТУ им. Н.Э. Баумана и Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН создала терагерцевый излучатель для спектрометров, превосходящий аналоги по эффективности на 60%. Разработка позволит не только наладить в будущем выпуск отечественных терагерцевых спектрометров, но и улучшить их характеристики по сравнению с импортными аппаратами. Об этом RT сообщили в пресс-службе МФТИ. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда. Результаты опубликованы в журнале Optics Letters.

Напомним, спектрометры широко применяются для анализа химического состава продуктов и напитков в пищевой промышленности, определения возраста и подлинности произведений искусства, в научных и экологических исследованиях, а также в криминалистике. При этом большая часть спектрометров, включая терагерцевые, импортируется в Россию. Сейчас российские учёные разрабатывают оптоэлектронную составляющую для отечественного терагерцевого спектрометра.

Все спектрометры такого типа состоят из излучателя и приёмника и работают по принципу генерации терагерцевого излучения (ТГц-излучения). Это излучение относят к субмиллиметровому диапазону, его длина волны — около 1 мм и меньше. Чтобы его создать, необходимо возбудить электроны в полупроводнике с помощью особых коротких импульсов, например лазером. Возникший ток и генерирует излучение нужного диапазона.

Однако, по словам учёных, главная проблема подобных устройств — низкая эффективность. Обычно только малая доля исходных импульсов преобразуется в излучение, большая часть энергии теряется в процессе.

Рисунок. При увеличении толщины решетки антенны мощность получаемого на выходе излучения возрастает на 60%
© Пресс-служба МФТИ

Чтобы решить эту проблему, разработчики решили модифицировать электроды в излучателе. Обычно они представляют собой антенны в форме решётки с субволновыми размерами, толщина которой должна быть в пределах 100 нм. Авторы сначала провели численное моделирование и выяснили, что толщина электродов влияет на качество излучения. Затем они сделали элемент с электродами толщиной 170 нм — и мощность излучения увеличилась на 60%.

«Это поменяло принципиально всю физику работы. Мы показали, что возникает очень интересный эффект. Когда излучение попадает в тонкие щели между металлическими полосками, то эти щели служат волноводами для излучения накачки (перевод атомов в возбуждённое состояние за счёт энергии внешнего источника. — RT). Возбуждаются более высокие моды (типы колебаний. — RT) плазменных колебаний, которые приводят к сильному перераспределению энергии в полупроводнике. А это ведёт к тому, что большее количество электронов высвобождается. Соответственно, увеличивается ток и увеличивается излучаемая мощность», — пояснил в беседе с RT заместитель директора ИСВЧПЭ РАН, старший научный сотрудник лаборатории квантово-каскадных лазеров МФТИ Дмитрий Пономарёв

В конце июня РНФ завершил отчетный период по очередной волне конкурсов Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми. В этом году исполнилось пять лет с тех пор, как программа была запущена, и сейчас есть смысл разобраться, что задумывалось и что получилось, а что нет и почему. По просьбе редакции для наших читателей об итогах пяти лет Президентской программы рассказывает председатель Экспертного совета РНФ академик РАН Александр ­КЛИМЕНКО:

— Главной целью программы, запущенной в 2017 году, изначально декларировалась поддержка молодежи в науке — тех, кто, сделав первый шаг, защитив диссертацию и удостоившись степени кандидата наук (PhD в английском варианте), оказывается на некоем плато, раздумывая, куда двигаться дальше. И вот тут появляется Российский научный фонд со своей программой поддержки молодых постдоков, предоставляя шанс стать победителями конкурсов и получить средства на «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» (первое мероприятие программы). Грант индивидуальный, предусматривает двухлетнее финансирование в объеме 1,5 миллиона рублей каждый год. Второе мероприятие программы — конкурс «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых». Здесь предоставляются более существенные гранты — сначала они были до 5 миллионов рублей в год на три года, а теперь увеличены до 6 миллионов. Да еще с возможностью продления на 2 года, если дела у научной группы пойдут как следует.

— А как следует?
— Будут выполнены показатели работы, в основном публикации в высокорейтинговых журналах WoS и Scopus, и отчеты приняты с высокой оценкой экспертов. Тогда руководитель гранта по второму мероприятию программы может подать заявку на двухлетнее продление исследования. Это дает ему возможность, не останавливаясь на достигнутом, двигаться в фундаментальном поиске дальше. Обобщая сделанное Фондом по этой программе, могу с удовлетворением отметить масштабы работы: ежегодно поддерживаются около 500 ученых в возрасте до 33 лет по индивидуальным грантам и в зависимости от того, как складывается бюджет Фонда, — от 300 до 400 научных групп. А еще с 2020 года появились конкурсы продления проектов. Важно, что эти три конкурса проходят одновременно, и нам, Экспертному совету, поставлена четкая задача Попечительским советом: выбрать лучшие заявки, которые соответствуют высоким требованиям Фонда, за поддержку которых потом не будет стыдно. И для этого нам дана возможность перераспределять деньги между разными конкурсами при фиксированной общей сумме на все три конкурса в целом. Это одна из причин, почему число победителей по конкурсам оказывается разным по годам. Другая состоит в том, что выделяемые на программу средства, как и в целом на РНФ, меняются год от года в зависимости от наполненности бюджета РФ. В итоге число победителей по ПП1 (так зовется конкурс индивидуальных грантов) составило: 2017-й — 504, 2019-й — 494, 2021-й — 469, 2022-й — 505. А по ПП-2 (конкурс групп) поддержано в 2017-м — 239, в 2018-м — 313, в 2020-м — 220, в 2021-м — 318, в 2022-м — 403. Последний конкурс 2022 года был самым «богатым». Если учесть, что по сравнению с первым годом существования программы грант по группам вырос до 6 миллионов в год, то ясно, почему в этом году общее финансирование (а сюда еще надо добавить конкурс продления) достигло впечатляющей цифры — более 4 миллиардов рублей в расчете на год. Вот в эту летнюю сессию Экспертный совет своим решением, которое потом было утверждено Правлением, распределил весьма серьезные средства среди грантов для молодых ученых.

Объявление о проведении конкурса на замещение должностей научных работников федерального государственного автономного научного учреждения Института сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники имени В.Г.Мокерова Российской академии наук (ФГАНУ ИСВЧПЭ РАН)

https://ученые-исследователи.рф ВАКАНСИЯ ID VAC_40702

Место и дата проведения конкурса. Конкурс проводится 28 сентября 2018 года по адресу: 117105, г. Москва, Нагорный проезд д.7, стр.5 Зал заседаний Ученого совета (антресоль 2 этажа, каб.№8)
Дата начала и окончания приема заявок для участия в конкурсе: — начало приема: 30 августа 2018 года; — окончание приема: 24 сентября 2018года. Прием и регистрация заявок осуществляется в отделе кадров ИСВЧПЭ РАН по адресу117105, г. Москва, Нагорный проезд д.7, стр.5 (3 этаж, каб.№14), тел.8-495-280-74-79
e-mail: iuhfseras2010@yandex.ru

Конкурс объявляется на должность научного сотрудника «Лаборатория исследования и разработки комплексной технологии формирования полупроводниковых микро- и наноструктур, малошумящих и мощных наногетероструктурных СВЧ-транзисторов и МИС на их основе» 1,0 ставки.
Требования к квалификации:

высшее профессиональное образование;

ученая степень кандидата наук или окончание аспирантуры или высшее профессиональное образование и стаж работы по специальности не менее 3 лет.

Наличие за последние 5 лет:

— не менее 5 научных трудов (монографий; статей в журналах, включенных в Перечень ведущих рецензируемых журналов и изданий, определенных ВАК для публикаций трудов на соискание учёных степеней кандидатов и докторов наук; статей в изданиях, индексируемых в международных базах данных Scopus, Web of Science);

— наличие патентов на изобретение, полезную модель, зарегистрированных в установленном порядке научных отчетов.

Отрасль науки: Электротехника, электронная техника, информационные технологии.

Задачи и критерии оценки.
Задачи:

Участие в научно-исследовательских и (или) опытно-конструкторских разработках в рамках реализации совместных научных (научно-технических, инновационных) проектов.
Проведение экспериментальных исследований и обработки их результатов.
Доведение до всеобщего сведения научных (научно-технических) результатов и технологических решений по изготовлению СВЧ-транзисторов и монолитных интегральных схем на их основе.
Подготовка отчетной документации.
Проведение анализа научных данных, результатов экспериментов и наблюдений. Сбор и изучение научно-технической информации по теме исследований и разработок.
Осуществление теоретического обобщения научных данных, результатов экспериментов и наблюдений.
Выполнение отдельных заданий в рамках решения задач исследования.
Анализ научных (научно-технических) результатов.
Публичное представление научных (научно-технических) результатов в форме докладов и публикаций.

Разработка и оптимизация технологических операций при изготовлении СВЧ МИС.
Проведение технологических операций быстрого термического отжига на участке высокотемпературной обработки для гетероструктур A3B5, осуществление процессов на плазмохимическом оборудовании для высокопрецизионной тонкой очистки поверхности, а также проведение процессов золочения гальваническим методом.
Критерии оценки:

Число публикаций, индексируемых в российских и международных информационно-аналитических системах научного цитирования не менее 5.

Должностные обязанности:
Научный сотрудник:

Обобщать научные и (или) научно-технические результаты, полученные в ходе выполнения программы исследования.
2.Анализировать научную и (или) научно-техническую информацию, необходимую для решения отдельных задач исследования.

Решать отдельные задачи исследования в качестве ответственного исполнителя.
Проводить исследования, эксперименты, наблюдения, измерения на основе методики, предложенной ответственным исполнителем.
Обосновывать тематики новых исследований. Описывать исследования, эксперименты, наблюдения, измерения. Формулировать выводы и основные результаты исследований, экспериментов, наблюдений, измерений.
Творчески осмысливать информацию, содержащую сведения о передовых исследованиях в науке.
Публиковать результаты проведенного исследования в рецензируемых научных изданиях (написание статей в ведущие отечественные и зарубежные научные журналы).
Представлять результаты проведенных исследований на научных (научно-практических) мероприятиях.
Проводить и контролировать технологические операции при изготовлении СВЧ МИС, осуществляемые научной группой, согласовывать операции с разработчиками, вносить необходимые изменения.