На Всероссийской научной конференции с международным участием «Невская фотоника» Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) дипломы за лучшие доклады получили магистрант первого года обучения Института физики Казанского федерального университета Валерия Левковская и ассистент кафедры оптики и нанофотоники Института физики КФУ Адель Гарифуллин.
Валерия Левковская представила доклад «Нарушение принципа взаимности в нестационарных средах для усиления оптического нагрева», Адель Гарифуллин – доклад «Управление частотами фотонов, излучаемых одиночной квантовой точкой в одномерном фотонном кристалле».
«Фотонные кристаллы как диэлектрические среды с периодическим изменением показателя преломления вдоль различных пространственных направлений, например, массив тонких пленок из различных материалов (одномерный фотонный кристалл), периодический набор цилиндрических отверстий в материале (двумерный фотонный кристалл) или массив шариков (трехмерный фотонный кристалл), имеют множество применений в фотонике и в квантовых технологиях. Например, это интерференционные светофильтры, волноводы. Однако, если в эту структуру поместить частицу-излучатель, например, полупроводниковую квантовую точку размерами около единиц нанометров, то на основе этой системы можно создавать нанолазеры, оптические интегральные схемы, а также изучать различные квантово-электродинамические эффекты», – повествует о своей работе Адель Гарифуллин.
Квантовые точки имеют уникальные оптические свойства, такие, как широкий спектр поглощения и узкая спектральная линия люминесценции, перестраиваемая длина волны излучения, связанная с размерами излучателя, высокая фотостабильность и КПД излучения.
«Однако во многих задачах важно иметь возможность управлять частотой излучения квантовой точки, не меняя ее размеры. В литературе известны разные способы. Например, нагрев системы из квантовой точки на фотонном кристалле, помещение этой системы в электрические и магнитные поля. Мы в нашей работе предлагаем управление частотой с помощью учета эффекта изменения электромагнитной массы электронов квантовой точки в фотонном кристалле, который ведет к сдвигу частоты излучения квантовой точки. При этом этот эффект пропорционален квадрату показателя преломления каркаса фотонного кристалла. В нашем исследовании, если изменить показатель преломления фотонного кристалла нерезонансным лазерным импульсом, эффект Керра, показатель преломления фотонного кристалла изменится, тогда частота излучения квантовой точки дополнительно сдвинется на некоторую величину, равную примерно 1 нанометру. Этот результат по порядку величины сравним с предыдущими методами, однако, рассматриваемый нами механизм настройки частоты может быть масштабирован, если в качестве основы-каркаса фотонного кристалла рассматривать среды с большим показателем преломления, например, метаматериалы», – продолжил ассистент кафедры оптики и нанофотоники.
Валерия участвовала в стендовой секции, где работы были представлены в виде постеров. Было презентовано более 100 постерных докладов, но только шесть были отмечены, в том числе работа Валерии.
«Я занимаюсь разработкой оптического аналогового суперкомпьютера. Это альтернатива цифровым компьютерам, которыми мы все сегодня пользуемся. Аналоговые оптические компьютеры могут обеспечить многократное увеличение вычислительной мощности по сравнению с традиционными компьютерами. Сегодня это особенно актуально ввиду развития технологий искусственного интеллекта и моделирования сложных квантовых систем. В основе нашей идеи лежит использование нового класса искусственных материалов – метаматериалов с нестационарными свойствами», – проинформировала о разработке Валерия.
Сейчас девушка исследует фундаментальные свойства нестационарных сред и разрабатывает принцип действия вычислительных устройств на их основе.
«Честно говоря, я вообще не думала о конкурсе работ. Для меня было намного важнее обсудить свою работу с лучшими российскими учеными, которые были на этой конференции. Я получила огромное удовольствие от участия, от культурной программы, новых знакомств. Победа стала очень приятным дополнением», – вспоминает магистрантка.
Научным руководителем Валерии является заведующий кафедрой оптики и нанофотоники КФУ Сергей Харинцев.
«Я очень рада, что попала в его научную группу, так как здесь ведутся исследования на высочайшем уровне. Я сразу почувствовала большую заинтересованность в том, чтобы я развивалась как ученый. Она проявляется во многом: поддержке, мотивации, помощи в научных вопросах. Большую роль играет также личный пример научного руководителя. Я сотрудничаю также со старшим научным сотрудником НИЛ Квантовой фотоники и метаматериалов Антоном Харитоновым, в рамках его гранта РНФ проводятся мои текущие исследования», – рассказала Валерия.
В ближайшее время магистрантка планирует принять участие в конференции в Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ».
309