Техническая физика бакалавриат

«Техническая физика» (PDF)

80 бюджетных мест на профили подготовки бакалавров:

16.03.01_10 «Физическая и биомедицинская электроника»

Список дисциплин, ключевые особенности, контакты и пр. можно найти по ссылке

XXI век может по праву считаться веком электроники и телекоммуникаций. Компьютеры, смартфоны, умные гаджеты, куда ни посмотри – везде электроника. Такого темпа развития технологий электроники не было за всю историю человечества. Все, что создается сегодня, уже совсем скоро безвозвратно устареет. А что же тогда не стареет, спросите вы? Не стареют фундаментальные законы природы, они могут только дополняться и расширяться. Возникает закономерный вопрос – так как же использовать эти законы природы? На этот вопрос подробно ответит «Техническая физика», именно она рассматривает вопросы практического использования фундаментальных законов природы для разработки новых приборов и устройств, создания новых материалов и технологий их производства.

А как техническая физика связана с той самой электроникой, которая нас окружает? На этот вопрос ответ даст физическая электроника. Физическая электроника – область технической физики, занимающаяся исследованием физических явлений, составляющих основу для создания новых электронных приборов и устройств: законов движения заряженных частиц в различных средах (вакуум, газ, твердое тело), особенностей перехода электронов и ионов из одной среды в другую, взаимодействие между зарядами. Развитие техники и технологий успешно только при интенсивной теоретической и технической разработке новых путей. Задача специалистов в области физической и биомедицинской электроники – создавать и реализовывать новую электронику, такую, которая пока еще не придумана, новые подходы и методики исследований, будущие технологии инженерии материалов.

В рамках профиля «Физическая и биомедицинская электроника» направления «Техническая физика» студенты получают сильную физико-математическую подготовку, изучают электронику, устройство и технологии изготовления и исследования свойств активных материалов и взаимодействия излучений с веществом.

Ключевые особенности программы

После 2 курса студенты выбирают специализацию и могут изучать органическую химию, анатомию, цитологию, биоматериаловедение, либо специализироваться в области разработки технологий и материалов новой электроники (масс-анализа, пучковых и плазменных технологий, инженерии и исследованию свойств материалов электроники и фотоники). Дополнительные знания в области биологии дают выпускникам возможность работать на стыке физики, техники и медицины, в том числе предлагать инновационные технологии диагностики заболеваний, разрабатывать в сотрудничестве с медиками новые терапевтические методы. В то же время, базовая подготовка позволяет легко переходить к новым областям.

Изучая сущность физических явлений, студенты на практике знакомятся с принципами действия современных приборов и устройств электроники, исследуют основы плазменных технологий, методы получения новых материалов электроники и инженерии их свойств и др. Практика проводится на предприятиях и в научно – исследовательских институтах. Собственные исследования для написания выпускных работ делаются в ведущих лабораториях Политехнического университета, Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе, Института аналитического приборостроения, ПИЯФ, Института цитологии и других ведущих научных организациях С.Петербурга.

Полученные компетенции в области физики, электроники и биологии позволяют участвовать в разработке инновационных технологий в промышленности, проектировании электронных систем, в том числе биомедицинских, разработке новых диагностических устройств, их обслуживания и эксплуатации.

Профильные дисциплины

Физика электронных и ионных процессов
Физика поверхности
Физическая электроника
Взаимодействие физических полей с живыми организмами
Медицинская физика

Профессии выпускников

Инженер-исследователь
Разработчик аппаратных средств
Аналитик в области технических решений

Примеры тем выпускных работ

Строение и свойства серебросодержащих углеродных нанокомпозитов
Диагностика параметров фазового перехода в альбумине методами диэлектрической спектрометрии и светорассеяния
Математическая модель распространения эпилептических разрядов
Получение сверхтвердых углеродных нанокомпозитов из пучка ионов фуллерена
Исследование влияния геометрии резонатора на порог генерации и саморазогрев микролазеров
Эффекты резистивной памяти в композитных пленках на основе металлорганических перовскитов с оксидом графена
Плазменно-ионный электрический двигатель с автоматическим управлением
Обнаружение центров низковольтной эмисcии электронов методом атомно-силовой микроскопии

Научно-исследовательские проекты

Наноструктуры с регулируемыми свойствами для создания новых конкурентоспособных устройств твердотельной и эмиссионной электроники
Эффекты в пленках алмазоподобного углерода при облучении заряженными частицами, Ion beam engineering of plasmonic/oxide nanostructures for SERS applications
Наноуглеродные адаптивные системы для уменьшения трения и износа.
Инженерия дефектов и модификация свойств поверхности GaN облучением ускоренными ионами

Научные лаборатории

НОЦ «Физика нанокомпозитных материалов»
Лаборатория взаимодействия быстрых ионов и электронов с веществом
Центр «Нанобиотехнологии»
Лаборатория ультразвуковых технологий Центра перспективных исследований СПбПУ
Лаборатория мощной СВЧ электроники
Лаборатория новых аналитических систем

Партнеры

16.03.01_11 «Полупроводниковая фотоника и наноэлектроника»

Описание образовательной программы доступно по ссылке

Исследования в области полупроводниковой фотоники и наноэлектроники дают ключ к инновационному решению проблем современной физики, посвященных созданию новых приборов электроники XXI века. Спектроскопия, космические исследования, мониторинг атмосферы, системы безопасности, неинвазивная диагностика и терапия в биологии и медицине – в современном высокотехнологичном цифровом мире области применения полупроводниковых приборов не имеют границ. Наши выпускники занимаются исследованиями, моделированием, разработкой, производством и эксплуатацией полупроводниковых структур и приборов оптоэлектроники, микро- и наноэлектроники, владеют методами экспериментального и теоретического исследования физических процессов, протекающих в этих структурах и приборах.

Особое внимание в программе уделяется современным терагерцовым и инфракрасным лазерам, детекторам, модуляторам излучения на основе полупроводниковых наноструктур с квантовыми ямами и квантовыми точками. Излучение терагерцового диапазона расположено между "оптическими" и "радиочастотными" длинами волн и не оказывает вредного влияния на организм человека. Создание эффективных источников терагерцового излучения - это актуальная и важная задача, поскольку ни "оптический", ни "радиочастотный" подходы к генерации излучения не могут быть здесь использованы в полной мере. Одна из целей программы – подготовка высокопрофессиональных специалистов мирового уровня, способных ответить на вызовы современного научно-технологического развития, готовых к созданию и работе с новыми приборами терагерцовой фотоники, которых сейчас не хватает в различных областях науки и техники (физика, химия, биология, медицина, телекоммуникации и связь).

Ключевые особенности обучения:

Фундаментальная физико-математическая подготовка
Научно-исследовательская и производственная практика студентов в ведущих академических институтах и промышленных компаниях
Возможность получить двойной диплом, стипендии и стажировки в зарубежных университетах,
Гранты для научных исследований, повышенные стипендии по результатам личных научных достижений
Современное исследовательское и технологическое оборудование
Передовые разработки отечественной и мировой наноэлектроники

Научно-исследовательскую практику студенты проходят в лабораториях научной группы «Физика полупроводников и наноэлектроника» и других научно-исследовательских организациях и производственных предприятиях Санкт-Петербурга.

Профильные дисциплины

Методы создания наноструктур
Наноэлектроника
Материалы электронной техники
Квантовая механика
Фотоэлектрические явления в полупроводниках
Физика сверхпроводников
Оптические явления в полупроводниках
Оптика кристаллов и нелинейная оптика
Физические свойства кристаллов

Профессии выпускников

научный работник
инженер-физик, инженер-электронщик, инженер-исследователь
инженер-разработчик
инженер-технолог по производству изделий оптоэлектроники

Примеры тем выпускных работ

Исследование характеристик квантово-каскадных лазеров в инфракрасном диапазоне
Терагерцовая электролюминесценция в гетероструктурах GaN/AlGaN
Исследование порфириновых структур с помощью сканирующего туннельного микроскопа
Оптическое возбуждение поверхностных магнитостатических волн в тонких пленках галфенола
Фотопроводимость в гетероструктуре с квантовыми ямами p-GaAs/AlGaAs
Электронный транспорт в нормальной фазе в сверхпроводниках на основе железа
Исследование доноров азота в кристаллах карбида кремния методом высокочастотного электронного парамагнитного резонанса
Терагерцовая экситонная фотолюминесценция в кремнии
Газовый сенсор для анализа выдыхаемого воздуха и диагностики онкологических заболеваний легких, созданный на основе полупроводниковой структуры
Температурные сенсоры на базе многослойных тонкопленочных наноструктур
Исследование электрических свойств тонких фуллереновых пленок методом импедансометрии
Магнитодиэлектрический эффект в фторидах и оксидах кобальта
Определение влияния диссипативных факторов на основные параметры микромеханических гироскопов
Исследование эффектов намагничивания методом электронного спинового резонанса в Si:Р, компенсированном радиационными дефектами

Наиболее значимые научно-исследовательские проекты

Оптические явления в III-N наноструктурах в терагерцовом спектральном диапазоне
Терагерцовая люминесценция в легированных квантовых ямах GaAs/AlGaAs при оптической межзонной накачке
Взаимодействие терагерцового излучения с поверхностными плазмон-поляритонами в микроструктурах на основе GaAs
Оптические явления в квантовых ямах с локализованными и резонансными состояниями акцепторов
Увлечение света током электронов в квантовых ямах
Исследование электрических характеристик пленок фуллеренов С60 в сильных электрических полях
Влияние гамма-излучения на тонкие нанокомпозитные пленки

Научные лаборатории

Оптика неравновесных электронов
Физика высокотемпературных сверхпроводников
Туннельная спектроскопия и сканирующая туннельная микроскопия
Фоточувствительные пленки и структуры
Органические нанокомпозитные материалы на основе фуллеренов
Коллоидные нанокристаллы (квантовые точки)

Организации-партнеры (места трудоустройства)

и многие другие научно-исследовательские организации и производственные предприятия Санкт-Петербурга, России, ближнего и дальнего зарубежья.

16.03.01_12 «Физика и нанотехнологии смарт-материалов»

Список дисциплин, ключевые особенности, контакты и пр. можно найти по ссылке

Во всей истории человечества появление новых материалов означало скачок в развитии: от каменного топора к бронзовому мечу, от деревянных изб к небоскребам, от знахарей к современным лекарствам и методам лечения. И в 21 веке материалы берут на себя все больше работы. Почти во всех направлениях современной техники - именно в усложнении и усилении функциональности самих материалов находится наибольшая выгода. Именно поэтому сейчас утвердилось международное словосочетание smart materials - материалы, функция которых настолько сложна и необычна, что их называют умными или интеллектуальными. Еще слово smart несет смысл сложности, целенаправленного устройства строения и структуры. Прямого перевода на русский язык без потери этих ключевых оттенков сейчас нет, поэтому в названии профиля сохранен англицизм смарт.

Но что же это такое - смарт-материалы? Сейчас – из них сделана начинка бытовой электроники и транспорта. Пьезоэлектрики, за счет специальной инженерии материала на атомном уровне, эффективно преобразуют механическую энергию в электрическую и обратно: это парктроники автомобилей, эхолокаторы для исследования водных объектов, медицинские ультразвуковые устройства. Большой пласт электрооптических материалов тоже относится к группе смарт - это жидкокристаллические дисплеи, преобразователи оптоволоконной связи, перспективные оптические компьютеры. Смарт-материалы - ключевой компонент новой электроники, которая сейчас интенсивно разрабатывается во всем мире в ответ на технологические вызовы промышленности. В перспективе новые материалы позволят создавать еще более компактную память на основе магнитоэлектрической связи мультиферроидных материалов, производить вычисления с использованием самоорганизующихся интерфейсов, хранить информацию в поляризационных вихрях сегнетоэлектрических материалов.

Ключевые особенности программы

Образовательный профиль стремится быть на гребне волны в достижении оптимума между сильной фундаментальной базой – физикой и необходимым математическим аппаратом, и набором современных дисциплин, возникших совсем недавно. Сюда относятся междисциплинарные курсы, цель которых - дать студенту возможность эффективной работы в командах разносторонних специалистов. В частности – интеграция традиционных полупроводниковых и новых материалов и элементов электроники.

Выпускники будут иметь сильную фундаментальную подготовку и одновременно - достаточно широкий профессиональный кругозор. Это позволит им успешно интегрироваться в НИОКРцентры ведущих высокотехнологичных компаний или воспользоваться полученным образованием как ступенькой к дальнейшему академическому развитию - профильной аспирантуре.

Профессии выпускников

Инженер-исследователь
Аналитик в области новых материалов

Примеры тем выпускных работ

Исследование процессов кристаллизации аморфного кремния в тонкопленочных системах
Самозалечивающееся углеродное покрытие из молекул фуллерена С60
Структура промежуточных фаз в твёрдом растворе (1-x)PbHfO3- (x)PbSnO3
Индуцированная полем структура в пленках PbZrO3
Радиационное повреждение GaN при комбинированном облучении ионами

Научно-исследовательские проекты

Наноуглеродные адаптивные системы для уменьшения трения и износа.
Фазовые переходы в эпитаксиальных тонких пленках функциональных диэлектриков с нанонеоднородными параметрами порядка.
Исследование механизмов магнитоэлектрического взаимодействия в неоднородных мультиферроиках и мультиферроидных наноструктурах.

Научные лаборатории

НОЦ «Физика нанокомпозитных материалов»
Лаборатория взаимодействия быстрых ионов и электронов с веществом
Лаборатория новых материалов электроники