НОВЫЙ ШАГ В МИР МИКРОЛАЗЕРОВ

04 апреля 2019, 16:20

Проект Академического университета вошел в число победителей конкурса Российского научного фонда на поддержку ведущих лабораторий страны. Мы получили грант на осуществление нашей заявки "Оптоэлектронные приборы на основе наноструктур А3В5 различной размерности на кремнии". Как констатировали эксперты, этот проект соответствует направлению научно-технологического развития РФ "Переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта".
Прокомментировать это событие мы попросили руководителя проекта, члена-корреспондента РАН, доктора физико-математических наук, заведующего лабораторией нанофотоники Алексея Жукова.
- АЛЕКСЕЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ, КАК ВЫ РАСЦЕНИВАЕТЕ ПОБЕДУ НА КОНКУРСЕ?
- Это серьезное для нас событие, если учесть, что речь идет о конкурсе проектов на получение довольно крупных грантов. Их размер в год составляет до 30 миллионов рублей для фундаментальных или поисковых научных исследований. Сумма очень значительная. Особенностью этого конкурса является то, что он должен иметь софинансирование со стороны индустриального партнера, заинтересованного в потенциальном использовании результата. В нашем случае таким партнером выступает НИИ молекулярной электроники (АО "НИИМЭ"), расположенный в Зеленограде.

Это головное предприятие кремниевой электроники. Потенциальный их интерес заключается в том, что мы в рамках этого проекта разрабатываем светоизлучающие приборы, которые могут быть интегрированы с кремнием - ну и соответственно с кремниевой электроникой. И если это произойдет, то возникает перспектива увеличения скорости передачи и обработки информации за счет использования оптических каналов при сохранении кремниевой электронной платформы. Проект рассчитан на четыре года.
- НАСКОЛЬКО Я ПОМНЮ ИЗ НАШЕЙ ПРЕДНОВОГОДНЕЙ БЕСЕДЫ, У ВАС НА ЭТОМ НАПРАВЛЕНИИ УЖЕ ЕСТЬ СЕРЬЕЗНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ?
- Несомненно. Мы уже не первый год занимаемся так называемыми микролазерами - лазерными излучателями маленького размера. Благодаря их малым размерам, ожидается, что их можно будет использовать в качестве источников света в рамках электронных плат и электронных микросхем - там, где большие лазерные источники не поместятся в силу своих физических размеров. При этом они уже на сегодня обладают высокой рабочей температурой, что очень важно, поскольку они должны работать вместе с электронными схемами, которые, как известно, греются. В этом году мы продемонстрировали, что их излучение может быть модулировано с высокой частотой. Это означает, что мы можем с их помощью с большой скоростью передавать данные. Они могут быть созданы из гетероструктур, синтезированных непосредственно на кремнии, что важно для интеграции оптических компонент с микроэлектроникой.

- ВЫ ЭТО ДЕЛАЕТЕ САМОСТОЯТЕЛЬНО ИЛИ В СОТРУДНИЧЕСТВЕ?
- Мы сотрудничаем с рядом научных групп по этому и не только по этому направлению - как в России, так и за рубежом. Из российских я бы назвал, во-первых, ФТИ им. Иоффе, Сколковский институт науки и технологий. В рамках этого проекта несколько сотрудников Сколтеха будут привлечены в научный коллектив. В число наших партнеров входят также Институт физики микроструктур РАН в Нижнем Новгороде и Нижегородский государственный университет имени Лобачевского. За рубежом, если говорить про эпитаксию на кремнии, мы сотрудничаем с Университетским колледжем Лондона, а еще мы довольно плотно взаимодействуем с университетом Нотр-Дам в Америке. Там проводятся довольно тонкие структрурные исследования.
- СКОЛЬКО ЖЕ ЛЕТ ЭТОМУ НАУЧНОМУ НАПРАВЛЕНИЮ?
- Если говорить про полупроводниковые лазеры как таковые, то основателем по праву считается Жорес Иванович Алферов, который еще в конце 60-х - начале 70-х годов продемонстрировал первые действующие лазерные диоды. И с тех пор прогресс несомненно был в лазерных диодах, связанных с использованием различных новых типов материалов, новых типов гетероструктур. Были внедрены квантовые ямы, а затем, в середине 90-х годов - квантовые точки. Работающие лазеры на квантовых точках впервые появились в Петербурге, в Физтехе, непосредственно в лаборатории Алферова. Ну а микролазеры с квантовыми точками появились где-то около 2000 года. Мы сами в Академическом университете начали этим заниматься, наверное, лет восемь назад. Если не ошибаюсь, в 2011 году у нас были опубликованы первые работы на эту тему.
- КАКОЙ ШТАТ СОТРУДНИКОВ АКАДЕИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА БУДЕТ РАБОТАТЬ НА ЭТОМ ПРОЕКТЕ?
- С нашей лабораторией нанофотоники, которую я возглавляю, в этом проекте будут сотрудничать лаборатория эпитаксиальных нанотехнологий Георгия Эрнстовича Цирлина и лаборатория возобновляемых источников энергии Ивана Сергеевича Мухина. Всего коллектив проекта составляет более двадцати человек.
- НАСКОЛЬКО ЧАСТО ВЫ ПОЛУЧАЕТЕ ТАКИЕ ГРАНТЫ?
- Из тех, которые нам выделяли по линии Российского научного фонда, этот, наверное, один из самых крупных. Предыдущие, в которых участвовала моя лаборатория, были гораздо меньшего размера и по деньгам, и по масштабу решаемых задач, и по коллективу исполнителей. Обычный размер грантов фонда составляет 6 миллионов рублей, а этот - в пять раз крупней.
- ПРИЧИНА, ВИДИМО, В ТОМ, ЧТО ЕСТЬ ПРАКТИЧЕСКИЙ, ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНТЕРЕС К ТОМУ, ЧТО ВЫ ДЕЛАЕТЕ?
- Тут были выдвинуты два условия: эти разработки должны соответствовать стратегическим направлениям научно-технологического развития Российской Федерации, которые были определены президентом РФ, и второе - что выражена заинтересованность индустриального партнера. По меркам более прикладных проектов здесь не такое большое софинансирование, но тем не менее для грантов фонда, насколько я понимаю, это первый случай, когда софинансирование требуется для фундаментального проекта.

- В ЧЕМ, ЕСЛИ РЕЗЮМИРОВАТЬ СКАЗАНОЕ, ЗАКЛЮЧАЕТСЯ АКТУАЛЬНОСТЬ ВАШЕЙ ЗАЯВКИ?
- Речь идет о том, что будут создаваться лабораторные образцы оптических приборов, изготовленных из материалов А3Б5, синтезированных на кремнии. Будут изучаться фундаментальные научные явления, протекающие в таких гетероструктурах, будут выясняться физические ограничения на характеристики таких приборов, проблемы, которые прежде всего надо решить, чтобы улучшить их свойства и оптимизировать их характеристики.
- МОЖНО ЛИ СКАЗАТЬ, ЧТО ЭТО ОДНО ИЗ НОВЕЙШИХ НАПРАВЛЕНИЙ?
- Оптические светоизлучающие материалы на кремнии - это одно горячее направление, микролазеры - второе. А мы оба эти направления сочетаем в одном. К этому направлению есть очень большой интерес и в мире, и в нашей стране тоже. И грант фонда - зримое подтверждение... По крайней мере в течение ближайших лет мы можем иметь хорошую поддержку для того, чтобы продолжить исследования.

- ЕСТЬ ЛИ У ВАС УВЕРЕННОСТЬ, ЧТО ВАМ ХВАТИТ ДЛЯ ЭТИХ РАЗРАБОТОК ЧЕТЫРЁХ ЛЕТ?
- Скажу более аккуратно. Фонд каждый год решает - продлевать ли грант. Предоставляется отчет, на основании которого фонд принимает решение о продлении гранта на следующий год или нет. И кроме того для этих грантов вторым условием является продолжение софинансирования. То есть, на этот год наш индустриальный партнер гарантировал софинансирование. Будет ли он гарантировать его на следующий год - не знаем. Дело в том, что опять же по условиям этого гранта софинансирование растет год от года, оно должно увеличиваться, а размер гранта, предоставляемого фондом, наоборот, уменьшается. Суммарно это 32 миллиона. То есть, в этом году 2 миллиона дает индустриальный партнер, 30 - фонд. На следующий год, если проект продолжается, уже 28 даст фонд, а 4 миллиона - индустриальный партнер.
- ТО ЕСТЬ, ВЫ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ОЧЕНЬ УБЕДИТЕЛЬНЫ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ ОТЧЕТНОСТИ?
- Ну и у индустриального партнера должны быть финансовые возможности. В принципе здесь предусмотрена возможность смены партнера, но я надеюсь, что до этого дело не дойдет. Надеюсь также, что и наши результаты покажутся интересными, убедительными, и у партнера дела будут идти хорошо, чтобы он мог позволить себе софинансирование поисковой научной темы. Ну и наш Академический университет в целом будет поддерживать наши исследования, обеспечивая научную инфраструктуру.