- В 1977 году окончил Ленинградский политехнический институт имени М.И. Калинина по специальности «Оптико-электронные приборы» и получил квалификацию инженер-физик. Начал свою трудовую деятельность в этом же институте в должности инженера.
- В 1982 году, после обучения в заочной аспирантуре, защитил кандидатскую диссертацию по теме «Исследование модуляции света в полупроводниках при протекании электрического тока».
- В 1990 году получил ученое звание доцента.
- В 2013 году защитил докторскую диссертацию по теме «Оптические и фотогальванические эффекты в объемных полупроводниках и двумерных структурах».
- Участвовал в выполнении нескольких международных проектов (1996–2012).
- Проходил стажировку в Германии: в Техническом университете Берлина (2000), университетах Байройта (2002–2003) и Регенсбурга (2004–2012).
- В настоящее время является сотрудником учебно-научной лаборатории «Оптика неравновесных электронов».
- Основные научные интересы
- Оптические явления и неравновесные носители заряда в полупроводниках и наноструктурах
- Физика полупроводниковых лазеров
- Оптоэлектроника
- Наноэлектроника
Современная оптоэлектроника базируется на самых разнообразных оптических, фотоэлектрических и фотогальванических явлениях. Обнаружение новых эффектов при воздействии на полупроводниковые структуры оптического излучения, электрического и магнитного полей открывает новые функциональные возможности, ведет к созданию более совершенных приборов.
Физика полупроводниковых структур с пониженной размерностью – актуальное и быстро развивающееся направление в области физики полупроводников. В наноструктурах с квантовыми ямами, в одиночных гетеропереходах с двумерными электронами, в графене возникает целый ряд физических явлений, которые невозможно наблюдать в объемных материалах. В значительной степени это обусловлено более низкой симметрией двумерных полупроводниковых структур по сравнению с объемными полупроводниками.
В последнее десятилетие широко ведутся исследования спиновых явлений в полупроводниках и наноструктурах: изучаются особенности спин-орбитального взаимодействия, спиновая динамика электронов и дырок, процессы передачи углового момента фотона электронной системе. Кроме традиционных исследований по оптической ориентации спинов носителей заряда проводятся также эксперименты, нацеленные на изучение спинового эффекта Холла и спиновой ориентации носителей заряда под действием электрического тока.
Поглощение поляризованного света в полупроводниковых структурах может приводить не только к выстраиванию спинов носителей заряда, но и к выстраиванию их импульсов, в результате чего, наряду с оптической ориентацией, наблюдаются также различные фотогальванические эффекты. Исследование фотогальванических эффектов в двумерных структурах дает возможность выявлять симметрию структур и доминирующие механизмы рассеяния носителей заряда, определять времена релаксации энергии, импульса и спина, создавать фотоприемники различного функционального назначения.
Весьма информативным является также исследование оптического поглощения и двулучепреломления наноструктур с двумерным электронным газом в электрических полях. Подобные исследования не только имеют важное фундаментальное значение для физики двумерных электронов, но и обеспечивают надежные методы характеризации наноструктур, открывают путь для создания быстродействующих модуляторов оптического излучения.
- Текущие научные проекты
Создание новых источников излучения терагерцового диапазона – актуальная задача полупроводниковой оптоэлектроники. Для практических применений наиболее удобны источники излучения с электрическим возбуждением. В связи с этим ставится задача исследования различных механизмов эмиссии терагерцового излучения из полупроводниковых микро- и наноструктур в электрическом поле. Одним из перспективных направлений в этой области является использование оптических переходов горячих (неравновесных) электронов между примесными состояниями в полупроводниках. .
Другой проект, реализуемый в настоящее время, связан с терагерцовой плазмоникой. Физика плазмон-поляритонов в двумерных наноструктурах активно развивается в последнее дясятилетие. Новым направлением в этой области является получение эмиссии терагерцового излучения за счет поверхностных плазмон-поляритонов, взаимодействующих со структурными неоднородностями наноматериала. В рамках данного проекта предполагается изготовить и исследовать тонкие проводящие слои из различных полупроводников А3В5, содержащие как случайные, так и регулярно расположенные неоднородности, что позволит реализовать условия для эффективного возбуждения плазмон-поляритонов в терагерцовом диапазоне частот, а также для интенсивной эмиссии терагерцового излучения.
Таким образом, данные проекты предусматривают проведение фундаментальных и прикладных исследований в актуальных направлениях физики полупроводников и наноматериалов (оптика горячих электронов и терагерцовая плазмоника) и нацелены на создание эффективных источников излучения терагерцового диапазона. .
- Преподаваемые дисциплины
- Преподаваемые дисциплины:
- Физические свойства кристаллов и нелинейная оптика,
- Оптические явления в полупроводниках,
- Фотоэлектрические явления в полупроводниках
- Adamov R.B. et.al., Optical performance of two dimensional electron gas and gan:С buffer layers in algan/aln/gan heterostructures on sic substrate Applied Sciences , 2021, 11(13), 6053.
- Shalygin, V.A. et.al. Far-infrared spectroscopy of folded transverse acoustic phonons in 4H-SiC Applied Physics Letters, 2020, 117(20), 202105Adamov R.B. et.al., Optical performance of two dimensional electron gas and gan:С buffer layers in algan/aln/gan heterostructures on sic substrate Applied Sciences , 2021, 11(13), 6053.
- Shalygin, V.A. et.al. Far-infrared spectroscopy of folded transverse acoustic phonons in 4H-SiC Applied Physics Letters, 2020, 117(20), 202105
- V.A. Shalygin et.al. Selective terahertz emission due to electrically excited 2D plasmons in AlGaN/GaN heterostructure. Journal of Applied Physics 126(18) 183104 (2019).
- V.A. Shalygin et.al. Interaction of surface plasmon-phonon polaritons with terahertz radiation in heavily doped GaAs epilayers. Journal of Physics Condensed Matter 31(10) 105002 (2019).
- G.A.Melentev, V.A.Shalygin, L.E.Vorobjev, V.Yu.Panevin, D.A.Firsov, L.Riuttanen, S.Suihkonen, V.V.Korotyeyev, Yu.M.Lyaschuk, V.A.Kochelap, V.N.Poroshin. Interaction of surface plasmon polaritons in heavily doped GaN microstructures with terahertz radiation. Journ. of Appl. Phys. 119, 093104 (2016).
- Agekyan, V. F., Borisov E. V., Vorobjev L. E., Melentyev G. A., Nykänen H., Riuttanen L., Serov A.Y., Suihkonen S., Svensk O., Filisofov N.G., Shalygin V.A., Shelukhin L.A. Optical and electrical properties of GaN: Si-based microstructures with a wide range of doping levels. Physics of the Solid State, 57(4), 787-793 (2015).
- Д.А.Фирсов, Л.Е.Воробьев, М.Я.Винниченко, Р.М.Балагула, М.М.Кулагина, А.П.Васильев. Влияние поперечного электрического поля и температуры на поглощение света в туннельно-связанных квантовых ямах GaAs/AlGaAs.Физика и техника полупроводников 49, вып. 11, 1473-1477 (2015).
- В.Ю.Паневин, А.Н.Софронов, Л.Е.Воробьев, Д.А.Фирсов, В.А.Шалыгин, М.Я.Винниченко, Р.М.Балагула, А.А.Тонких, P.WernerB.Fuhrman, G.Schmidt. Латеральная фотопроводимость структур с квантовыми точками Ge/Si. Физика и техника полупроводников 47, вып. 12, 1599-1603 (2013)
- V.A.Shalygin, L.E.Vorobjev, D.A.Firsov, A.N.Sofronov, G.A.Melentyev, W.V.Lundin, A.E.Nikolaev, A.V.Sakharov, A.F.Tsatsulnikov. Blackbody-like emission of terahertz radiation from AlGaN/GaN heterostructure under electron heatingin lateral electric field. Journ. of Appl. Phys. 109, 073108 (2011)
- T.V.Shubina, A.V.Andrianov, A.O.Zakhar’in, V.N. Jmerik, I.P.Soshnikov, T.A.Komissarova, A.A.Usikova, PS.Kop’ev, S.V.Ivanov, V.A.Shalygin, A.N.Sofronov, D.A.Firsov, L.E.Vorob’ev, N.A.Gippius, J.Leymarie, X.Wang, AkihikoYoshikawa. Terahertz electroluminescence of surface plasmons from nanostructured InN layers. Applied Physics Letters, v. 96, 183106 (2010).
- Д.А.Фирсов, В.А.Шалыгин, В.Ю.Паневин, Г.А.Мелентьев, А.Н.Софронов, Л.Е.Воробьев, А.В.Андрианов, А.О.Захарьин, В.С.Михрин, А.П.Васильев, А.Е.Жуков, Л.В.Гавриленко, В.И.Гавриленко, А.В.Антонов, В.Я.Алешкин. Излучение и фотопроводимость в квантовых ямах GaAs/AlGaAs n-типа в терагерцовой области спектра: роль резонансных состояний. "Наука", ФТП 44(11), 1443-1446 (2010).
- V.A.Shalygin, L.E.Vorobjev, D.A.Firsov, V.Yu.Panevin, A.N.Sofronov, G.A.Melentyev, A.V.Antonov, V.I.Gavrilenko, A.V.Andrianov, A.O.Zakharyin, S.Suihkonen, P.T.Törma, M.Ali, H.Lipsanen. Impurity breakdown and terahertz luminescence in n-GaN epilayers under external electric field. Journ. of Appl. Phys. 106, 123523 (2009)
- V.A.Shalygin, L.E.Vorobjev, D.A.Firsov, V.Yu.Panevin, A.N.Sofronov, A.V.Andrianov, A.O.Zakhar'in, A.Yu.Egorov, A.G.Gladyshev, O.V.Bondarenko, V.M.Ustinov, N.N.Zinov'ev, D.V.Kozlov. Terahertz luminescence in strained GaAsN:Be layers under strong electric fields. Applied Physics Letters, v. 90, Iss. 16, 161128 (2007).
- L.E.Vorobjev, N.K.Fedosov, V.Yu.Panevin, D.A.Firsov, V.A.Shalygin, M.I.Grozina, A.Andreev, V.M.Ustinov, I.S.Tarasov, N.A.Pikhtin, Yu.B.Samsonenko, A.A.Tonkikh, G.E.Cirlin, V.A.Egorov, F.H.Julien, F.Fossard, A.Helman, Kh.Moumanis. Interband light absorption and Pauli blocking in InAs/GaAs quantum dots covered by InGaAs quantum wells. Semicond. Sci. Technol. v.22, pp.814-818 (2007).
- L.E.Vorobjev, V.Yu.Panevin, N.K.Fedosov, D.A.Firsov, V.A.Shalygin, A.Seilmeier, S.R.Schmidt, E.A.Zibik, E.Towe, V.V.Kapaev. Carrier transfer in coupled asymmetric GaAs/AlGaAs double quantum wells after ultrafast intersubband excitation. Semicond. Sci. Technol. v.21 pp.1267-1273 (2006).
- L.E.Vorob’ev, V.Yu.Panevin, N.K.Fedosov, D.A.Firsov, V.A.Shalygin, V.V.Kapaev, S.Hanna, S.Schmidt, E.A.Zibik, A.Seilmeier. Intersubband absorption of light in heterostructures with double tunnel-coupled GaAs/AlGaAs quantum wells. Semiconductors, v.39, No.1, pp.41-43 (2005).
- L.E.Vorob’ev, V.Yu.Panevin, N.K.Fedosov, D.A.Firsov, V.A.Shalygin, A.A.Andreev, Yu.B.Samsonenko, A.A.Tonkikh, G.E.Cirlin, N.V.Kryzhanovskaya, V.M.Ustinov, S.Hanna, A.Seilmeier, N.D.Zakharov, P.Werner. Optical phenomena in InAs/GaAs heterostructures with doped quantum dots and artificial molecules. Semiconductors, v.39, No.1, pp.50-53 (2005).