Алексей Кузнецов: «Я хотел быть как ученые, которые создали Звездные врата»

08 сентября 2022, 09:43

Выпускник магистратуры по направлению «Электроника и наноэлектроника» Алфёровского университета Алексей Кузнецов с детства восхищался учеными из фантастических фильмов. Сегодня он сам — сотрудник лаборатории АУ. Мы узнали, насколько его ожидания от работы в сфере науки совпали с реальностью.

Расскажи, когда у тебя появился интерес к физике.

Мой отец — врач, поэтому изначально я был олимпиадником по биологии и собирался поступать в медицинский. Но после окончания 9 класса меня все больше и больше стали увлекать занятия по физике. Наверное, потому что физика объясняет огромное количество явлений, с которыми я сталкиваюсь каждый день.

Как сейчас помню, что задавался вопросом: почему небо такое голубое, а не черное? Ведь кругом космос! Тут-то физика и рассказала, что есть рассеяние Рэлея. Было еще много вопросов, и до сих пор их меньше не стало.

Как родственники и друзья отнеслись к твоему выбору профессии?

Я ожидал, что мне будут говорить, как это сложно и зачем я взвалил на себя такую ношу. Но все отнеслись к выбору специальности с одобрением и даже с некоторым восхищением.

Хотя теперь, когда я пытаюсь объяснить, что и как я делаю на работе, что такое Рамановская спектроскопия и зачем она нужна в характеризации наноструктур, как правило, все заканчивается словами: «А, опять эти твои наноштуки — все понятно».

Ты думаешь, что людям не из научной сферы нужно рассказывать о том, чем занимаются физики?

Думаю, это неотъемлемая часть самой науки. Это как с хорошим товаром: ты его не продашь, если о нем никто не узнает.

Еще я считаю, что люди должны быть всесторонне развиты и хотя бы немного понимать, по каким законам работает этот мир. В конце концов интересно узнать, почему в грозу сверкает молния или почему в дождь появляется радуга.

Поэтому мы проводим научно-популярные мероприятия, школы, воркшопы, чтобы любой человек мог понять сложные вещи на простых примерах и почувствовать их глубокий смысл и красоту.

Почему ты решил уехать из Казахстана и учиться в России?

Хотелось кардинальной смены обстановки и посмотреть другую страну. Но главная причина: в Казахстане я не смог найти университет с образовательной программой по физике с уклоном в электронику и нанотехнологии.

То есть ты уже в школе определился, что хочешь заниматься нанотехнологиями?

Помню, как к нам приехала комиссия из ЛЭТИ для объявления результатов вступительных экзаменов и нужно было написать заявление на зачисление. И вот я сажусь, беру брошюрку с доступными программами и пишу первым приоритетом «Электроника и наноэлектроника» (там проходной балл был в районе 200).

Отдаю человеку из комиссии, на что он мне задает вопрос: «Хочешь посерьезней?». Ну а я ведь сама серьезность, и, естественно, говорю: «Да». Вариантом посерьезнее как раз и было направление «Нанотехнологии и микросистемная техника».

Как сейчас помню: сижу и представляю, как в белом халате я иду с умным видом по лаборатории, пишу научные статьи, езжу по конференциям, где меня все уже знают. Так и начался мой долгий путь в науку.

А еще я очень люблю научную фантастику: и фильмы, и книги. Всегда хотел быть как те самые ученые, которые создали Звездные врата (из одноименного сериала) или изобрели вакцину от смертельного вируса. Приобщиться к обществу людей, которые каждый день сталкиваются с неизвестностью и идут ей навстречу.

Какие направления физики нанотехнологий сегодня наиболее популярны в мировой науке?

Возобновляемая энергетика, которая в дальнейшем должна нас спасти от дефицита таких ресурсов как нефть, уголь, газ и так далее.

Квантовая криптография и все, что к ней относится (источники и приемники одиночных фотонов, например), потому что безопасность информации и передачи данных всегда была и остается приоритетной задачей, как для обычных пользователей, так и правительственных организаций разных стран.

И, наконец, разработка альтернатив кремниевой интегральной электроники т.к. она уже практически подошла к пределу своих физических возможностей, а запросы с каждым годом все растут и растут.

Учеба в ЛЭТИ оправдала твои ожидания? Реальная работа физика оказалась похожа на то, что описывают в научной фантастике?

Естественно, какие-то мелочи и какие-то преподаватели мне не очень нравились в процессе обучения, но это абсолютно нормально и не портило общей картины. Вся моя научная работа полностью соотносится с теми представлениями об ученых, которые появились еще в детстве: комплексы чистых помещений, высокотехнологичные машины, белые халаты и очень умные люди вокруг тебя. Так что, можно сказать, что если бы тут был мем «Ожидание/реальность», то картинки бы совпали.

Во время учебы в университете были ли у тебя другие увлечения?

Естественно. Я не очень понимаю людей, который могут заниматься только одним делом и посвящать ему все свободное время. Если говорить о спорте, то тут я большой фанат баскетбола и, с недавнего времени увлекся волейболом — игры смотрю редко, больше люблю играть сам. Зимой, когда с мячом на улицу особо не выйти, я катаюсь на сноуборде по склонам Ленинградской области, еще со второго курса. Синяков много, зато какие впечатления! По части сидячих увлечений все довольно стандартно: поиграть в настолки, ну или что-нибудь почитать из рассказов Максима Горького.

Почему ты решил поступать в магистратуру именно в университет Алферова?

На 4 курсе бакалавриата я участвовал в Алферовской Зимней школе. Ничто не заменит то чувство, когда студенту дают поработать на оборудовании высокого уровня, попутно объясняя что и как работает.

Наш проект на школе был посвящен исследованию оптических свойств нитевидных нанокристаллов на основе фосфида галлия для дальнейшего их применения в нанофотонике и смежных с ней областях. По итогам защиты нашего проекта на школе Алексей Большаков [в.н.с лаборатории возобновляемых источников энергии] , куратор нашего проекта, пригласил меня поступать в магистратуру АУ, продолжать работать в лаборатории по той же тематике, что и был проект Зимней Школы, за что я ему искренне благодарен. Сейчас я работаю под его руководством.

Как бы ты описал атмосферу в университете?

В силу своей камерности в АУ все друг друга хорошо знают, причем, это касается как студентов, так и сотрудников. Поэтому атмосфера здесь очень уютная и дружная: любой пойдет тебе навстречу, будь то просьба помочь перенести стол в общежитии или обсудить результаты эксперимента.

А с преподавателями легко сложились отношения?

Как показала практика, в Алферовском университете чем большего добился в научной сфере преподаватель, тем проще с ним найти общий язык. Тут нет такого, что кто-то смотрит на студентов свысока, как раз наоборот, преподаватели совершенно по-доброму стараются где-то получше объяснить и донести мысль, где-то указать на важные особенности рассказываемого материала.

Ярким примером тут является, естественно, Роберт Арнольдович Сурис — доктор физико-математических наук, профессор, академик РАН, очень серьезный человек, явно знающий в разы больше, чем обычный студент.

Тем не менее, когда он читал у нас лекции, он объяснял очень сложные вещи настолько просто, что абсолютно все было понятно. Сопровождалось это историями из жизни, шутками и объяснением процессов рассеяния электронов в кристалле на примере баскетбола.

Что тебе дало обучение в магистратуре АУ?

Во-первых, это конечно знания, которые тебе передают ведущие ученые России: профессора, члены-корреспонденты и академики РАН.

Во-вторых, это самореализация: за два года научной работы количество моих статей в журналах, индексируемых в Scopus и Web of Science выросло с 3 до 14, не говоря уже о выступлениях на всероссийских и международных конференциях.

В-третьих, я впервые был руководителем своего собственного научного проекта в рамках проведения Алферовской Зимней Школы 2022. В моей группе было четверо очень умных студентов 3 и 4 курса, и, признаться честно, это было для меня серьезным испытанием. Я должен был не только четко донести свои мысли и рассмотреть вопрос под разными углами, но и зарядить ребят энергией и хорошим настроением, чтобы они прониклись всей атмосферой Академического Университета и получали удовольствие.

Ну и в-четвертых, я познакомился с очень классными людьми, завел много новых друзей и отлично проводил с ними время.

О чем была твоя магистерская диссертация?

Насколько я знаю, самый мощный процессор, который вы можете купить, — это линейка Intel i9. В общей сложности в нем находится более 33 миллиардов транзисторов, которые обрабатывают информацию с помощью передачи электрических сигналов. Как известно, ток — это направленный перенос заряда, то есть электронов, а они движутся вполне с конечной скоростью, порядка 10^6 см/с.

А теперь представьте, что можно было бы передавать сигнал со скоростью света. Электронами? А нет, с помощью света. Звучит многообещающе, но тут есть вопрос: какие материалы для таких уже оптических транзисторов использовать? Чтобы подсобить научному сообществу я посвятил свою магистерскую диссертацию исследованию наноструктур, которые в будущем могут стать этими оптическими транзисторами.

Моя магистерская диссертация была посвящена исследованию оптических свойств нитевидных нанокристаллов (ННК) на основе фосфида галлия. Это такие наноструктуры, длина которых составляет десятки, а то и сотни микрометров, а поперечные размеры не превышают нескольких сотен нанометров.

Если в двух словах, я анализировал взаимодействия электромагнитных волн видимого и ближнего инфракрасного диапазона с одиночными ННК различной структуры и геометрии, чтобы продемонстрировать возможность использовать их в качестве кирпичиков — элементной базы (волноводов, резонаторов, наноизлучателей). Моя магистерская диссертация — это только первый небольшой шаг в долгой и кропотливой работе, конца и края которой пока не видать.

Ты планируешь продолжать работать в университете Алфёрова?

Да, планирую дальше здесь работать и развивать университет. В ближайшее время хотелось бы попробовать преподавать какие-нибудь не очень сложные дисциплины. Лабораторные по физике и в частности по оптике будут хорошей возможностью попрактиковаться в качестве наставника.

Что ты думаешь о работе за границей? Какую страну ты бы выбрал для продолжения карьеры?

Конечно, пределом мечтаний для меня остается Швейцария. Если уж совсем конкретно, то Федеральная Школа Лозанны (EPFL) и лаборатория полупроводниковых технологий под руководством Анны Фонткуберты и Морраль. Эта научная группа является сейчас одними из ведущих специалистов по нитевидным нанокристаллам и, конечно, очень хотелось бы приобщиться к их коллективу. Сейчас вектор их исследований направлен на изучение ННК на основе материалов, которых очень много в земной коре, например Zn3P2, которые в дальнейшем смогут заменить традиционные полупроводниковые ННК на основе крмения и А3Б5.

Нитевидные нанокристаллы сейчас очень интенсивно исследуются ввиду их уникальных свойств, которые задаются их особой геометрией и химическим составом. Также они могут быть синтезированы самыми разными способами: от растворной химии до молекулярно-пучковой эпитаксии. Спектр их применения необычайно широк: массивы ННК могут применяться для улучшения поглощающей способности солнечных элементов, создания фотодетекторов, чувствительных к поляризации излучения, сенсорики онкомаркеров, создания гибких светодиодов и т.д.

Ты бы хотел сказать что-нибудь студентам, которые только начинают свой путь в физике нанотехнологий?

Я хотел бы пожелать вам упорства, тяги к новому и терпения, правда, очень много терпения. Без него тут точно ничего не получится. Ну и главное, не забывайте, что ваша жизнь не заканчивается на физике, уделяйте достаточно времени своим увлечениям и будьте разносторонними интересными людьми.