Новости

25 Июня, 2019 16:17

Из сборника РНФ «Я ученый!»: самый молодой грантополучатель РНФ: «Моя победа – это большое командное усилие и успешное попадание в тему»

В 2014 году в первом конкурсе РНФ для отдельных научных групп выиграл 26-летний Максим Щербаков, сотрудник Лаборатории нанооптики и метаматериалов Физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. Он до сих пор остается самым молодым грантополучателем Фонда, который боролся за грант наравне с состоявшимися учеными, и он уже на полпути к своей мечте – замене электронного процессора на фотонный.
Источник: пресс-служба РНФ

– В 2013 году мы познакомились с австралийской научной группой под руководством Юрия Кившаря, они рассказали нам, что есть такой новый класс структур – диэлектрические метаматериалы. Все начинают ими заниматься, но до конца не понимают, как они работают. Мы сообразили, что можем сделать что-то интересное, объединив этот класс структур с нашими лазерами, – вспоминает Максим. – Эти работы лежат в области нелинейной оптики. Эффекты нелинейной оптики проявляются, когда мощное лазерное излучение взаимодействует с любой средой. Так рождаются интересные эффекты, например, несколько фотонов в лазерном излучении сливаются в один, как материя на Солнце во время термоядерной реакции, и дают фотон с энергией больше, чем исходные фотоны. Это довольно сложный процесс, а его вероятность очень маленькая. Но если бы мы научились вот так контролируемо сливать и разъединять фотоны, это открыло бы огромные возможности в области оптической телекоммуникации. Мы и раньше занимались нелинейной оптикой, но не в связке с наноструктурами. К этой задаче не подходили ни мы, ни кто-либо до нас. И мы начали работать.

У исследователей была большая коллаборация. В Австралии делали теоретические расчеты, образцы наноструктур – в США, а экспериментами занимались российские ученые, среди которых был Щербаков. Когда работали над статьями, «перекидывали» их по Земному шару: Максим заканчивал свою часть и пересылал в Америку, американские коллеги, в свою очередь, – в Австралию. Потом все начиналось с начала, поэтому, по сути, работали 24 часа в сутки.

– Когда Фонд объявил первый конкурс (на поддержку исследований отдельных научных групп – прим. ред.), у нас была просто прорва запланированных экспериментов, стало ясно, что эта история не на полгода, а как минимум на три. План исследований был прозрачен, мы знали, что хотим делать, поэтому я и подал заявку.

Максим считает, что его победа – это, с одной стороны, удача, с другой – большое командное усилие и успешное попадание в тему. Он знал много людей с блестящими заявками и научным заделом, которым не удалось победить в этом конкурсе, сам же он в тот момент только защитил диссертацию и основную часть времени работал по другой тематике. Видимо, по словам ученого, эксперты увидели потенциал в его работе.


Фото: Максим Щербаков – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Лаборатории нанооптики и метаматериалов Физического факультета МГУ, исследователь-стажер в Корнеллском университете (США). Гранты РНФ: «Нелинейная оптика полностью диэлектрических метаматериалов» (2014–2016 гг.) и «Фотоника быстроизменяющихся метаматериалов» (2018–2020 гг.). Источник: пресс-служба РНФ

О науке

– Мы занимаемся исследованием взаимодействия излучения с веществом. Есть свет, а есть материя в разных формах, при их взаимодействии последняя приобретает интересные свойства. В итоге они и позволили создать монитор, телефон и другие устройства, которыми все пользуются каждый день. Какое-то время назад люди, которые занимаются фотоникой, поняли, что если взять какое-нибудь вещество, которого много в природе, например, кремний, и начать делать из него наноструктуры, то свойства этого вещества меняются кардинальным образом. Дальше все зависит от вашей фантазии.

Метаматериалы способны хорошо поглощать свет, плохо отражать его и за счет этого, например, делать предметы невидимыми. Также благодаря таким материалам можно заменить электронные устройства на фотонные, что позволит в разы быстрее передавать информацию.

Максим мечтает заменить электронное сердце процессора на фотонное. Этим занимается огромное количество групп по всему миру, и все хотят найти «золотой Грааль». Максим и его коллеги делают небольшие, но уверенные шаги в эту сторону и воплощают идеи, которые до них никто не использовал.

Недавно Максим выиграл еще один грант РНФ для отдельных научных групп, продолжая свою работу по созданию метаматериалов. Идея, которая легла в новый проект, отличается от предыдущей, но появилась как раз во время реализации первого.


Источник: пресс-служба РНФ

– Мы создали новый материал из кремния, который обладает лучшими свойствами для приложения к фотонике, но потом поняли, что можно расширить область применения этих структур на другой материал – арсенид галлия. И сделали еще один шаг в сторону заветной мечты, – рассказывает Максим. – Кремний, на самом деле, – один из худших материалов, который можно придумать для микроэлектроники. Но исторически так сложилось, что из него научились быстро изготовлять устройства, и дальше все поехало по накатанной дорожке. Но сейчас нужны новые материалы с лучшими свойствами, и арсенид галлия – один из них.

О коммерциализации

Арсенид галлия уже используют для создания светодиодов, но команда Щербакова подошла к процессу слияния и распада фотонов немного с другой стороны, и эффективность материала возросла на несколько порядков. Поскольку фотоника – область весьма прикладная, исследователи, занимающиеся ею, очень тесно сотрудничают с бизнесом. Ученые стараются останавливать свое внимание на тех направлениях исследований, которые помогут их фундаментальным разработкам найти свою нишу на рынке. Поэтому, когда в ходе экспериментов команда Щербакова поняла, что выходит на новый уровень исследований с другим материалом, она сосредоточила свое внимание именно на нем.

Исследователи из МГУ, так же, как и их коллеги из других организаций, тесно сотрудничают с бизнесом. Ученые помогают компании Samsung Electronics делать такие девайсы, как очки дополненной реальности.

– Мои линзы в очках имеют толщину в несколько миллиметров, а если взять новую модель мобильного телефона и посмотреть, какая у нее самая толстая часть, таковой окажется камера. Все остальное становится тоньше и тоньше с каждым годом, а камера остается, потому что линзы, из которых эти камеры состоят, слишком большие в масштабах телефона. Мы знаем, как сделать их толщиной меньше человеческого волоса, а компании, вроде Самсунга, интересуются такого рода исследованиями, – объясняет Щербаков.

Источник: пресс-служба РНФ

О грантах

Заявки на молодежные конкурсы Президентской программы исследовательских проектов, которые предполагают более упрощенную систему для входа и дальнейшей отчетности, Максим не подавал – хватило ресурсов для победы в других конкурсах. Зато он в качестве эксперта Фонда рецензирует заявки на программу и считает такой способ поддержки молодых ученых важным видом признания их успехов.

– Я был оппонентом на диссертации у одной сотрудницы, которая получила грант Президентской программы, и я вижу, как она идет в гору. Молодым ученым очень важно признание, поэтому свое финансирование, пусть и не фантастически большое, позволяет им стремительно расти и развиваться.

Щербаков отмечает высокий уровень заявок, но считает, что их можно улучшить, если не пускаться в две крайности: ставить себе слишком амбициозных планов или не ставить таких целей вообще.

– За чересчур амбициозными целями, как правило, кроется нереалистичный план исследований: нет связи между тем, что ты хочешь сделать и тем, что ты успеешь сделать за три года. Бывает, человек чем-то занимается и думает, а не написать ли ему проект по этой теме? В таких случаях в заявке амбиций совсем не видно и становится непонятно, зачем человеку грант, что кардинально изменится в науке, если у него будут эти 6 миллионов рублей? Обычно люди, которые все это понимают, подают более целостные заявки.

О возрасте в науке

Старшее и младшее поколения ученых зачастую имеют разные взгляды на работу: публиковаться в высокоимпактных журналах или нет, писать статьи на английском или нет, внедрять свои разработки на рынок или заниматься исключительно фундаментальной наукой, покупать оборудование через интернет-магазины и делать его своими руками или использовать таможню и готовые, проверенные приборы.

– Мы были на конференции в Сочи на прошлой неделе, и в разговоре коллега моего возраста из другой организации сказал, что есть мы, молодые и горячие, а есть люди, которые сидят в соседнем институте, где средний возраст сотрудника – на 20 лет выше. Если совместить компетенции опытных с энтузиазмом и возможностями молодых, можно, в принципе, сделать все, что угодно. Коллега говорит, что они этот мостик начинают налаживать, и все, что нужно – это просто чаще разговаривать, – говорит Максим и соглашается с этой позицией. – Ты получил рецензию на свой проект, тебя раскритиковали, ты видишь, что рецензию пишет человек за 50, а у него свое мнение по поводу того, какой ты безголовый и ничего не понимаешь. Ты начинаешь злиться, злость накапливается, и появляется та самая пропасть между поколениями. Все, что нужно делать – это чаще разговаривать и обсуждать, как мы можем дружить.

В борьбе с непониманием и недосказанностью помогает, по мнению Щербакова, письменная фиксация идей и всего хода обсуждения.

– Когда мой аспирант пишет статью, мы можем сидеть через три компьютера, но он все равно продолжает письменно фиксировать свои идеи. Это помогает четче сформулировать мысли, а порой некоторые куски текста можно просто скопировать и вставить в статью и этим существенно улучшить публикацию.

 
История взята из книги РНФ «Я ученый!»: http://www.rscf.ru/ru/node/rnf-prezentoval-sbornik-istoriy-o-rossiyskikh-uchenykh
Теги
Интервью
17 Октября, 2019 12:00
Андрей Блинов о новых и текущих конкурсах: «Тактика "ввяжемся в бой, а там разберемся" не совсем верная»
О традиционных и новых конкурсах Российского научного фонда, подаче электронных заявок, а также о то...
24 Июля, 2019 17:11
Андрей Блинов: «Подобные случаи вынуждают "закручивать гайки"». Как рассмотрение заявок на гранты переходит в онлайн
О том, как работают новые электронные отчеты по грантам Российского научного фонда и что может испор...