Pupils
Summer practice for schoolchildren at PhE
We invite 10th-graders to pass summer practice at the PhE Faculty. Within two weeks schoolchildren will learn computational methods, computer modeling, working on experimental facilities under the guidance of experienced researchers (PhD students and postdocs of the scientific center) and also see the process from the inside - how the laboratories are organized, what scientific task looks like, who are the scientists, etc.
Each student will have the opportunity to choose a thematic track. Each year topics may change.
Here is the report from 2018 Summer practice:
- Option 1. Computer modeling in nanophotonics.
The course consists of lectures and practical classes in computer modeling using the CST Microwave Studio software package. The practice will visually illustrate both the basic optical phenomena and the new effects observed and predicted in modern scientific research in the field of nano-optics. Plus excursions to modern laboratories and research centers of the ITMO University, including a demonstration of an anechoic chamber, an excursion to the optical laboratory and the museum of optics.
- Option 2. Experimental study of nanostructures..
There is a constant need to develop better, more efficient and cheaper sources of radiation. Today semiconductor LEDs based on bulk materials are widely used. One of the possible directions for improving the functional characteristics of LEDs / radiation sources is the creation of an LED array based on an ordered array of nano-columns. Participants will be invited to develop a method of forming an ordered array of nano-objects on the substrate surface, which would have high speed of the process, high accuracy, repeatability, high scalability, would not require the use of expensive equipment and expensive consumables.
The recruitment for summer practice begins on May 1, 2019.
2019
Разработка новых бактерицидных нанопокрытий.
В настоящее время актуальными являются исследования в области создания новых бактерицидных нанопокрытий, широко применяемых в судостроении и сантехнике (защита поверхностей труб и судов от засорений), а также в медицине и хирургии (нанесение защитных покрытий катетеров и имплантатов, вживляемых пациентам). Снижение биообрастания позволит обеспечить защиту подводной части морской техники, уменьшить расходы на ремонт и стоимость услуг ЖКХ (теплоснабжение), снизить число заражений и летальных исходов в процессе хирургических операций. В данной работе предполагается разработать новый способ создания эффективных антибактериальных покрытий на основе наноструктур, а также методы ранней диагностики нано- и биообъектов с использованием оптической и сканирующей зондовой микроскопии. Для реализации проекта предполагается провести комплексное изучение и применение современных технологических подходов, применяемых в нанотехнологиях.
Антенны и радиоволны.
Что такое волны? Откуда они берутся? Зачем они нужны? Что такое антенна? На все эти вопросы мы найдем ответы в рамках данного курса, а кроме того, своими руками
1) при помощи проектора и антенны определим, как светит Wi-Fi роутер в помещении и как меняется его направленность
2) определим, что будет являться дипольной антенной для обычной микроволновки, а также с помощью подручных материалов определим ее резонансную частоту
3) соберем диполь герца
4) поставим опыт с беспроводной передачей информации
Вращение твердых тел.
Общей тематикой данного летнего проекта стала теоретическая механика в применении к движению абсолютно твёрдых тел. После математического вступления (работа с матрицами) были изучены понятия моментов и тензора инерции, выведены кинематические и динамические уравнения (ДУ) Эйлера, описывающие механическое движение твёрдого тела. Затем школьникам на выбор было предложено две задачи. Первая, чисто аналитическая, касалась определения соотношения характерных частот вращения плоского диска (задача о “тарелке Фейнмана”). Во второй, в большей степени расчётной, требовалось численно (при помощи пакета numpy языка Python) решить систему ДУ Эйлера в случае неустойчивого вращения (и пронаблюдать “эффект Джанибекова”).
Солнечные батареи на основе перовскитов.
Перовскитные солнечные элементы обладают преимуществом перед своими аналогами за счет низкого расхода материалов, эффективного поглощения света и последующего преобразования энергии света в ток, а также простоты изготовления. В то время, как толщина волоса составляет всего 50 мкм, толщина всех слоев солнечной батареи не превышает 1 мкм. В ходе проекта участники самостоятельно пройдут все этапы изготовления солнечных батарей: создание пикселированной поверхности, послойное нанесение транспортных слоев и перовскита, вакуумное напыление контактов, а также финальное экспериментальные измерения эффективности солнечных элементов.
Волновая оптика: эксперименты «на коленке».
Физика не только в лаборатории, физика вокруг нас! Знали ли Вы, что экран Вашего телефона - дифракционная решетка, а в дезодоранте содержится коллоидный раствор? Как узнать количество пикселей на экране, если под рукой нет интернета? После этого курса вы взглянете на окружающий мир другими глазами - глазами физика.
Компьютерное моделирование в нанофотонике.
Курс состоит из лекций и практических занятий по компьютерному моделированию в программном пакете CST Microwave Studio. Моделирование вместе с поясняющими лекциями позволяет наглядно проиллюстрировать как базовые оптические явления, так и эффекты, составляющие базу современной нанофотоники. Также в курсе предусмотрены экскурсии по современным лабораториям и научным центрам Университета ИТМО, включая демонстрацию безэховой камеры, экскурсию в оптическую лабораторию и музей оптики.
2018
Компьютерное моделирование в нанофотонике.
Курс состоит из лекций и практических занятий по компьютерному моделированию в программном пакете CST Microwave Studio. Моделирование вместе с поясняющими лекциями позволяет наглядно проиллюстрировать как базовые оптические явления, так и эффекты, составляющие базу современной нанофотоники. Также в курсе предусмотрены экскурсии по современным лабораториям и научным центрам Университета ИТМО, включая демонстрацию безэховой камеры, экскурсию в оптическую лабораторию и музей оптики.
Экспериментальное исследование наноструктур.
Есть постоянная потребность в разработке более качественных, эффективных и дешевых источников излучения. На сегодня большое распространение получили полупроводниковые светодиоды, построенные на базе объемных материалов. Одним из возможных направлений по улучшению функциональных характеристик светодиодов/источников излучения является создание светодиодной матрицы на базе упорядоченного массива наностолбиков. Участникам будет предложено разработать метод формирования упорядоченного массива нанообъектов на поверхности подложки, который обладал бы высокой скоростью проведения процесса, высокой точностью, повторяемостью, высокой масштабируемостью, не требовал бы использования дорогостоящего оборудования и дорогих расходных материалов.
Отзывы участников:
"Очень понравилось! Курс был интенсивным и концентрированным. Полученные знания были предназначены не только для решения данной задачи, но и даны в общем объеме для дальнейшей работы в разных направлениях"
"Занятия подарили большой объем знаний за малое время и незабываемые впечатления"
"Понравилась отзывчивость преподавателя, понятное и спокойное объяснение. Преподаватель хорошо все объяснял и помогал в сложных моментах"
"Понравилась возможность побывать в настоящих лабораториях и провести эксперименты на различные темы"
"Благодаря вам я поняла физику"
"Летняя школа Физтеха сформировала мое понимание основных принципов работы в научной среде.
Это было крайне важно для меня, так как основной процент современных школьников, абитуриентов, а иногда и студентов первых курсов не имеет никакого представления о жизни научных сотрудников, и без моего участия в летней школе я бы еще долго находился в неведении. Но самое главное - здесь мне не только рассказали о научной жизни, но и привили к ней интерес!
После окончания летней школы я понял, что хочу иметь отношение к науке. Это дало мне мотивацию к действиям, которой так не хватало до тех пор, и даже сейчас, спустя 11-й класс и полтора курса бакалавриата Физтеха, я часто вспоминаю свою летнюю практику с чувством благодарности к организаторам!". Максим Мягких
