Научная
деятельность
Университет ИТМО

Меню

Итоги НИОКР 2013 года

 

Разработка нелинейных и нелокальных метаматериалов для оптических и микроволновых приложений

[Лаборатория «Метаматериалы», Кафедра фотоники и оптоинформатики]

Руководители: Проф. Юрий Кившарь (Австралийский Национальный Университет) и д.ф.-м.н. П. Белов

Творческий коллектив: 49 чел. (42 молодых ученых): 4 д.н., 13 к.н., 9 аспирантов и 12 студентов

Грант Правительства Российской Федерации для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих учёных в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования (постановление 220 Правительства РФ)

Публикации 2013 г: 3 монографии, 39 статей в реферируемых журналах (включая Nature Photonics IF=27.3, Advanced Materials IF=13.8, Nature Communications IF=10.015, 3 Physical Review Letters IF=7.6, 8 Physical Review B IF=3.7, 3 Applied Physics Letters IF=3.8, 3 Physical Review A IF=2.8), и более 30 выступлений на международных конференциях

 

Рисунок1.jpg

Экспериментальный образец Линзы Люнеберга

Диамагнитный метаматериал с μ = 0,15

Наноструктура, напечатанная в Университете ИТМО на установке трехмерной нанолитографии

Мета-атомы с оптической связью

 


Разработка оптических наноантенн для создания энергоэффективных элементов нанофотоники и повышения энергоэффективности тонкопленочных солнечных батарей

(Лаборатория «Метаматериалы», Кафедра фотоники и оптоинформатики)

Грант ФЦП Научные и научно-педагогические кадры (мероприятие 1.1) - 2012-2013 гг.

Грант ФЦП Исследования и разработки по приоритетным направлениям - 2012-2013 гг.

Руководители: Проф. , д.ф.-м.н. Симовский К.Р. и д.ф.-м.н. Белов П.А.

Публикации 2013 г: 3 статьи в реферируемых журналах (Optics Express IF=3.546, J. Appl. Phys. IF=2.21, УФН IF=1.86).

Диссертации: 1 докторская диссертация подана в диссертационный совет.

Предложена новая концепция эффективной структуры для захвата света на основе планарных массивов наноантенн, действующих вдали от плазмонных резонансов, для тонкопленочных солнечных элементов.

 

 

 

 

 

2.gif

 

Без покрытия 

 

 

 

s nano antena.jpg

 

 

С покрытием: относительный 

рост КПД на 30%

Изготовлены и проходят испытания образцыфотоэлементов с тонким активным слоем из поликристаллического кремния на подложке

   

Изображения массива наноантенн на модельном образце (кремниевом фотоэлементе), полученные с помощью электронного (слева) и атомно-силового (справа) микроскопов. Для формирования наноантенн использовался метод электронно-лучевой литографии. Материал наноантенн – серебро.

 

 


Научно-образовательный центр «Физика наноструктур»

НИР «Разработка новых систем хиральных квантовых точек и их применение»

В 2013 году опубликовано 50 статей в изданиях, индексируемых в Web of Science и Scopus. Суммарный импакт фактор статей 67, средний импакт фактор статьи 1.34.

Научный руководитель: проф. Ю.К. Гунько, Тринити Колледж, Дублин, Ирландия. Н-index 34, число статей в Web of Science 199, число цитирований 6485.

В рамках реализации Проекта создана Лаборатория анизотропных и оптически активных наноструктур. Заведующий лабораторией А.В. Федоров.

Грант Правительства Российской Федерации для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих учёных в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования (постановление 220)

Диссертации: 1 докторская, 1 кандидатская

Конференции: каждый год проводится специальная секция по метаматериалам в рамках международной конференции Дни Дифракции

Спектрометр кругового дихроизма J-1500 (Jasco)

ИК Фурье-спектрометр Tensor 27 (Bruker)

Сектор синтеза наноструктур.


Кафедра систем и технологий техногенной безопасности (базовая кафедра)

НИОКТР "Разработка линейки прецизионных быстродействующих силовых электромеханических приводов (ЭМП), включая разработку линеек встраиваемых синхронных моторов с постоянными магнитами и встраиваемых электромагнитных устройств дискового типа"

Научные руководители: доцент каф. ТПС Магдиев Р.Р.

Работу ведут сотрудники научно-исследовательской лаборатории «Техногенной безопасности» под руководством Кряжевой Н.П.

Субсидия Правительства Российской Федерации на реализацию комплексных проектов по созданию высокотехнологичного производства 2013-2015 г.г. (218 постановление Правительства РФ)

Творческий коллектив: более 75 сотрудников ИТМО, включая 3 аспирантов ,5 студентов и 5 к. н.

Цели проекта: создание линейки прецизионных быстродействующих силовых ЭМП нового поколения, включающих 5 типоразмеров и 2 модельных ряда: МП линейного типа и ЭМП поворотного типа.

Итоги 2013 г.: успешно защищен эскизный проект, разработана рабочая конструкторская документация на стенды контроля ЭМП линейного и поворотного типа и стенд контроля характеристик моторов.

В рамках данного проекта за 2013 г. было опубликовано 4 статьи в реферируемых журналах, в том числе 1 в иностранном издании.

 

Стенд контроля характеристик ЭМП линейного типа

 

Стенд контроля характеристик моторов

 

 

Стенд контроля характеристик ЭМП поворотного типа


Кафедра физики и техники оптической связи, Институт световодной фотоники

ОКР «Создание технологической базы для разработки и изготовления типоряда волоконно-оптических датчиков угловой скорости и навигационных систем, удовлетворяющих требованиям Российского морского регистра судоходства»

Научный руководитель:  д.т.н., проф. Мешковский И.К.

(218 постановление Правительства РФ)

Творческий коллектив: доцент В.Е.Стригалев, доцент А.А.Макаренко, профессор А.В.Шамрай, доцент А.В.Куликов, доцент А.С.Алейник, доцент С.В. Варжель, с.н.с М.А. Ероньян, м.н.с С.М.Аксарин, ассистент И.Г. Дейнека, ассистент А.Н. Никитенко, ассистент М.Ю. Плотников, ассистент С.А. Волковский, ассистент Ф.А.Шуклин, ассистент И.А.Шарков (всего 75 сотрудников Университета ИТМО)


 
 

Макет трехосного волоконно-оптического гироскопа

 

Лабораторная установка по стыковке волокна

Итоги 2013 года:

1) Разработан эскизный и технический проект волоконно-оптических гироскопов ВОГ001 (класс точности 0,01 град/ч) и ВОГ0001 (класс точности 0,001 град/ч).

2) Разработана конструкторская документация макета ВОГ001 и ВОГ0001.

3) Разработана технология процесса стыковки чувствительных элементов ВОГ.

4) Изготовлены макеты ВОГ001 и ВОГ0001

5) Разработаны программы и методики испытаний макетов ВОГ001 и ВОГ0001 .

6) Проведены исследовательские испытания макетов ВОГ001 и ВОГ0001.

 


Кафедра электротехники и прецизионных электромеханических систем

Комплекс работ по созданию электросиловых приводов квантово-оптических систем нового поколения

Научные руководители: проф. В.Н. Дроздов, доцент Томасов В.С.

Творческий коллектив: доценты Толмачев В.А., Денисов К.М., Гурьянов В.А., Усольцев А.А., Лукичев Д.В., Борисов П.А., Никитина М.В., Ильина А.Г., ст. научн. сотрудники Гурьянов А.В., Шендриков И.А., научн. сотрудники Жданов И.Н., Егоров А.В., Шеф А., Смирнов Н.А.., асс. Ловлин С.,

аспиранты Тушев С., Сергеева М., Поляков Н., Абдуллин А., магистры Маматов А., Плотицын А., Шарафутдинова Э.

Проведены предварительные и государственные испытания цифровых электросиловых приводов (ЦЭСП) для телескопов траекторных измерений. Проведено эскизное проектирование и оценка возможности создания бортовых двух и трёх-координатных ОПУ секундной точности. Проведено эскизное моделирование прецизионных цифровых ОПУ нового поколения.

Алтайский оптико-лазерный центр

Предварительные испытания работы ОПУ


Комплекс работ по научно-методическому сопровождению работ по созданию крупногабаритных телескопов производства ЛОМО

ОКР «Научно-техническое и методическое сопровождение разработки многоканаль-ного оптико-электронного комплекса с высоким пространственным разрешением (ОЭК-ВР)»

Научный руководитель: проф. Демин А.В,  Сроки: 2010-2014 гг.
 

«Прибор–ОЭК»

Общий вид космического аппарата с ОЭК-ВР

 

 


Кафедра систем управления и информатики

НИР «Развитие методов адаптивного управления сложными динамическими объектами с применением к мехатронным и робототехническим системам»

Научный руководитель: д.т.н, проф. Бобцов А.А.

Итоги 2013 г.: Разработаны новые методы адаптивного оценивания и компенсации синусоидального возмущения, действующего на вход и выход линейного объекта управления с запаздыванием. Получен новый метод поиска виртуальных связей для планирования траекторий неполноприводных робототехнических систем с одной пассивной степенью свободы. Получен метод робастного управления, обеспечивающий асимптотическую устойчивость заданной ориентации и скорости движения динамических систем с неизвестным тензором инерции.

Опубликовано 45 журнальных статей, защищены 2 кандидатских диссертации

Список основных участников: доцент С.А. Чепинский, доцент А.С. Кремлев, с.н.с. С.В. Арановский, доцент А.А. Пыркин, аспиранты С.А. Колюбин, С.В. Шаветов, А.А., А.А. Ведяков, студенты, А.А. Моргун, А.С. Боргуль, К.А. Зименко, В.С. Громов

 

Робототехническая ячейка Festo с системой технического зрения  на базе манипулятора Mitsubishi RV-3SDB

Плоды «художества» робота Festo, прошедшего дополнительное обучение в Лаборатории интеллектуальных технологий робототехники

Управление мехатронной рукой «силой мысли»

 


Кафедра фотоники и оптоинформатики

НИР «Разработка лазерного спектроскопического комплекса для дистанционной подводной разведки и мониторинга месторождений углеводородов»

Научный руководитель: д.ф.-м.н. проф. В.Г. Беспалов

Творческий коллектив: 25 сотрудников ИТМ, включая 5 аспирантов и15 студентов

Цели работы: 1) Разработка и создание действующего макетного образца лазерного спектроскопического комплекса (ЛСК) для дистанционной подводной разведки, мониторинга месторождений углеводородов. 2) Отработка метода химического анализа лазерно-оптическими методами в лабораторных условиях.

3) Проведение испытаний ЛСК для дистанционного химического анализа подводных нефтегазопроявлений в натурном бассейне.

Итоги 2013 г.: 1) показана возможность создания системы квантовой криптографической связи с использованием многоэлементных детекторов одиночных фотонов на основе эффекта сверхпроводимости; 2) изготовлены компоненты макета квантовой криптографической системы на боковых частотах модулированного излучения; 3) разработаны программы и методики испытаний образцов сверхпроводниковых детекторов одиночных фотонов.

 

Состав ЛСК:

1) импульсный лазерный излучатель на основе Nd:YAGс преобразованием во вторую гармонику;

2) приемная оптическая система со стробируемой электронно-оптической цифровой камерой;

3) компьютерная система для управления, регистрации и обработки результатов измерений.

 


 

НИИ нанофотоники и оптоинформатики

Кафедра оптоинформационных технологий и материалов

Комплекс работ по разработке новых материалов для фотоники

IMG_2584

Демонстрация новых люминофоров Президенту Европейского оптического обществаPaulUrbach

Директор, зав. кафедрой: д.ф.-м.н., проф. Никоноров Н.В.

Число сотрудников: 68, в том числе моложе 35 лет – 32, докторов наук – 15, кандидатов наук – 4, аспирантов – 17, студентов и аспирантов, работающих в НИИ и на кафедре – 29

Общее число публикаций: 257 Из них: монографии -1, статьи - 62, доклады -189, учебные пособия – 3, патенты -3

Защиты кандидатских диссертаций:

Итоги 2013 г.:

- Разработаны новые стекла и стеклокерамики для люминофоров белых светодиодов, конверторов УФ и ИК излучения солнечных батарей, сенсоров биологических и химических объектов.

- Созданы новые оптические элементы и устройства: дифракционные решетки для космического спектрографа, голографические метки для коллиматорных прицелов.

 

 

 

 

 


Кафедра оптоинформационных технологий и материалов

НИР «Новые неорганические люминофоры на основе стекол и наностеклокерамик для энергоэффективных светодиодных источников белого света»

Научный руководитель: д.ф.-м.н., проф. Никоноров Н.В. 

Основные участники: проф. Сидоров А.И., аспирантка Бабкина А.Н., аспирант Демичев И.А., аспирант Ширшнев П.С.

 

 

Т= 30оС

 

Т= 100оС

 

Т= 150оС

 

Т= 200оС

 

Термохромная люминесценция при

возбуждении синим светом (405 нм)

 

 

 Итоги 2013 г.:

 - Разработано новое полифункциональное стекло с нанокластерами и нанокристаллами хлорида меди на основе алюмо-боратной матрицы.

- На основе нового стекла показана возможность создания нелинейно-оптических фильтров-лимиттеров для защиты органов зрения от импульсного лазерного излучения, фильтров с рекордно резкой границей пропускания УФ излучения, датчиков температуры, и устройств памяти на основе фазового перехода «нанокристал-аморфная фаза»

- В стекле с нанокластерами хлоридов меди впервые в мире обнаружен эффект термохромной люминесценции - изменение цвета люминесценции при нагревании с красного при комнатной температуре до сине-зеленого при 200оС

- 4 статьи в зарубежных журналах

- 10 статей в российских журналах ВАК

- 1 кандидатская диссертация



НИИ нанофотоники и оптоинформатики и кафедра ЛТиБМО

ОКР: «Разработка и изготовление оптических деталей с оправами для блока спектрографов проекта «Спектр-УФ»

Научный руководитель: член-корр. РАН, д.т.н., профессор Васильев В.Н. 

Сроки реализации темы: 2012-2015 г.г.

Основные участники: Папченко Б.П. (отв. исполнитель), Никоноров Н.В., Храмов В.Ю.

Цель: разработка и изготовление оптических деталей с оправами для блока спектрографов ВУФ и УФ спектров для международного проекта «Спектр-УФ»

Итоги 2013 г.:

- Разработана технология напыления сверхтолстых (7-10 мкм) однородных алюминиевых покрытий на стеклянной подложке крупного габарита (до 300 мм), используемых для нарезки дифракционных решеток

-Изготовлен первый опытный образец дифракционной решетки (эшелле) методом пластической деформации алюминиевого покрытия алмазным резцом. Эшелле-решетка предназначена для работы в блоке спектрографа, работающего в вакуумной УФ области спектра (105-150 нм) в космических условиях.

-Разработаны и изготовлены оптические детали с оправами для натурного габаритно-массового теплового эквивалента оптико-механического блока спектрографов ВУФ и УФ спектров

 

Эшелле-решетка: угол блеска: 71°± 0.15°; число штрихов 60 штр/мм; качество рабочей поверхности: λ/12; покрытие рабочей поверхности: Al + MgF2; световые размеры: 90х260 мм; толщина: 40мм

 

Оптические детали с оправами для блока спектрографов проекта «Спектр-УФ»

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Кафедра технологии мясных, рыбных продуктов и консервирования холодом ИХиБТ

Лаборатория масс-спектрометрического анализа объектов биотехнологии и окружающей среды

Комплекс работ по ресусосберегающим биотехнологиям модификации свойств сельскохозяйственного сырья и созданию функциональных продуктов питания на его основе

Научный руководитель: д.т.н., проф. Колодязная В.С.

 Общее число тем – 4 

Творческий коллектив: к.т.н., доц. Бараненко Д.А., к.т.н., доц. Шестопалова И.А.; к.т.н., доц. Базарнова Ю.Г., к.т.н., доц. Кипрушкина Е.И., к.т.н., доц. Овсюк Е.А.; 4 аспиранта, 7 магистрантов.

Итоги 2013 г.:

  • Получены математические модели для оптимизации концентраций ферментных препаратов и пробиотических культур, температуры и продолжительности инкубации пищевого сырья при биомодификации.
  • Выявлены кинетические закономерности и механизмы действия протеолитических, амилолитических и липолитических ферментов на сельскохозяйственное сырьё.
  • Установлен состав и свойства продуктов биомодификации.
  • Произведено моделирование функциональных пищевых продуктов профилактического назначения, способствующих сохранению здоровья и повышению качества жизни населения.

Опубликовано 2 статьи в журналах Scopus, 12 статей в журналах из списка ВАК, сделано 17 докладов. Защищена 1 докторская, 3 кандидатских и 3 магистерских диссертации.

 

Выступление на конференции  в Харбинском политехническом университете, Китай


Системы быстрой и сверхбыстрой высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии


Кафедра криогенной техники ИХиБТ

НИР «Разработка тонкопленочного твердотельного охладителя на электрокалорическом эффекте»

Научный руководитель: к.т.н., доц. Пахомов О.В..

Творческий коллектив: к.ф-м.н., доц. Старков А.С., инж. Еськов А.В.; 3 студента.

Итоги 2013 г.: 1) Создана теоретическая модель сегнетоэлектрических пленок и многослойных структур на их основе. 2) Разработан новый принцип охлаждения без использования тепловых ключей в сегнетоэлектрических материалах. 3) Разработан метод измерений быстропротекающих тепловых процессов (0.1 мкс) в слоистых сегнетоэлектрических структурах и создана установка. 5) Экспериментально измерено время релаксации электрокалорического эффекта в образцах титаната бария стронция.

В ходе выполнения проекта опубликовано 25 статей в журналах Scopus, сделано 15 докладов на конференциях. Подготовлено к защите -1 докторская, 1 кандидатская диссертации.

 


Кафедра электротехники и электроники ИХиБТ

НИР «Наноструктуры для эффективных термоэлектрических преобразователей энергии»

Научный руководитель: д.ф.-м.н., проф. Булат Л.П. Проект выполняется совместно с ФТИ им. А.Ф.Иоффе при поддержке РФФИ, грант 12-08-00283-а

Цель работы: разработка методов повышения эффективности объемных нанокристаллических термоэлектриков на основе теллурида висмута .

Доклады на Международных конференциях:

  • XXI International Material Research Congress, Cancún, Mexico, 2012
  • 31st International & 10th European Conference on Thermoelectrics, Aalborg, Denmark, 2012
  • 11th European Conference on Thermoelectrics. Noordwijk, Nederlands, 2013
  • 32nd International Conference on Thermoelectrics. Kobe, Japan, 2013
  • XV International Forum on Thermoelectricity. Tallinn, Estonia, 2013

 

Итоги 2013 г.: Предложен регулярный метод увеличения термоэлектрической эффективности путем целенаправленного наноинжиниринга термоэлектрических наноструктур, т. е. подбора распределения нанозерен и преципитатов по форме и размерам.