Физическая электроника

«Физическая электроника» - программа подготовки в магистратуре СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в рамках направления 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника».

Общее описание программы

Основными целями магистерской программы являются:

  • Подготовить выпускников для успешного начала профессиональной инженерной деятельности и их дальнейшего профессионального роста, способных, благодаря углубленной теоретической базе и инженерной направленности подготовки, решать задачи проектирования, разработки и эксплуатации устройств электроники и микроэлектроники различного функционального назначения. 
  • Способствовать развитию у выпускников творческого потенциала, навыков общения и работы в команде, профессиональной ответственности, умению адаптироваться к быстро меняющемуся миру современных электронных и микроэлектронных технологий.
  • Способствовать освоению выпускниками средств, способов и методов деятельности, направленной на теоретическое и экспериментальное исследование, математическое и компьютерное моделирование, проектирование, конструирование, технологию производства, использование и эксплуатацию материалов, компонентов, электронных приборов твердотельной, микроволновой, оптической, микро- и наноэлектроники различного функционального назначения.
  • Подготовить высококвалифицированных специалистов в области разработки и эксплуатации современных микроэлектронных устройств, предназначенных для работы в самых различных областях: СВЧ электроника и микроэлектроника, функциональная микроэлектроника, плазменная и вакуумная электроника, криоэлектроника.

Выпускающая кафедра

Руководитель программы

Потрахов Николай Николаевич

Заведующий кафедрой ЭПУ

Доктор техн. наук, профессор, преподаватель РЦ ИМТО

Особенности программы

На кафедре ведется комплексная подготовка специалистов сразу по нескольким направлениям:

  • исследование спин-волновых процессов в слоистых структурах и разработка на их основе приборов и устройств обработки сверхвысокочастотных сигналов. (Расчет и проектирование пассивных перестраиваемых магнитостатических устройств СВЧ техники – резонаторов, фильтров, фазовращателей, линий задержки, создание радиопоглощающих материалов – для маскировки техники и изоляции СВЧ-элементов друг от друга)
  • исследование физических свойств новых сверхпроводящих, диэлектрических и сегнетоэлектрических материалов и разработка СВЧ устройств на их основе (фазированные антенные решетки (сегнетоэлектрические и МЭМС - микроэлектромеханические системы), фазовращатели и линии задержки (полупроводниковые, сегнетоэлектрические и МЭМС), входные цепи мобильных телефонов (согласующий модуль/антенна), формирователи ультракоротких импульсов для сверхширокополосной техники, резонаторы и фильтры на основе объемных акустических волн).
  • исследование фото-, электро-, термо- и газоактивированных явлений в гетероструктурах пленок оксидов переходных металлов и разработка на этой основе новых электронных компонентов и устройств (технология осаждения оксидных пленочных гетероструктур и пленок оксидов, исследования электрохромизма в пленке).
  • приборно-технологическое компьютерное моделирование и проектирование твердотельных элементов и устройств различного функционального назначения в среде Synopsys TCAD.

При кафедре организована Научная школа Президента РФ «Микроэлектроника СВЧ». Руководитель научной школы: Калиникос Борис Антонович, Лауреат Государственной премии СССР в области науки, заслуженный деятель науки Российской Федерации.

Для проведения лабораторных работ, практических занятий, практик студентов и выполнения НИР кафедра ФЭТ располагает рядом учебно-научных лабораторией, оснащенных современным оборудованием. Например, в лаборатории «Пульс», получены уникальные результаты: впервые в мире создана ФАР на основе нелинейных диэлектриков (работа вошла в список 100 лучших научно-технических работ за 2002г.), впервые в России создана СВЧ ФАР на основе MEMS технологии. По данным Investor Journal лаборатория входит в список 4 организаций, лидирующих в мире в области разработок СВЧ устройств на основе нелинейных диэлектриков.

Актуальность проводимых на кафедре научных исследований подтверждается многочисленными публикациями в ведущих отечественных и зарубежных журналах, дипломами всероссийских и международных конференций и выставок.

Материально-техническое оснащение учебного процесса

На кафедре функционируют несколько учебно-научных лабораторий (УНЛ), в которых проходят учебные занятия бакалавров и магистров, ведутся научно-исследовательские работы кафедры, которые являются базовыми при подготовке дипломов бакалавров, магистерских, кандидатских и докторских диссертаций:

  • УНЛ микроволновая и телекоммуникационная электроника
  • УНЛ спин-волновой электроники
  • УНЛ технологии тонких пленок
  • УНЛ физики и технологии оксидных пленочных гетероструктур
  • Научная лаборатория «Пульс»

Кафедрой широко используются в учебном процессе современные образовательные технологии – компьютерное тестирование, видеоконференции, интерактивная защита лабораторных и курсовых работ. Полезным следует признать наличие лабораторных работ, реализованных с использованием виртуальных приборов, созданных в среде LabVIEW, в частности, резонатора для устройств радиофотоники. Лабораторные работы, разработанные в среде LabView позволяют, эффективно изучать компьютерные технологии автоматизированного физического эксперимента. В процессе обучения на кафедре широко используется самые современные приборы и технологическое оборудование.

Дополнительные возможности для обучающихся по программе

Учебный процесс напрямую связан с производством. Коллектив имеет широкие и долговременные партнерские связи с ведущими промышленными, научными и научно-образовательными организациями:

  • ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН;
  • Институт физики твердого тела РАН;
  • Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН;
  • Институт химии твердого тела, Уральское отделение РАН;
  • ФГУП «ИСТОК», г. Фрязоно Моск. обл.
  • ОАО «Гириконд», СПб;
  • ОАО «Ленинец», СПб;
  • ВНИИРА, СПб
  • ОАО «Завод «Магнетон», СПб;
  • ОАО «Авангард», СПб;
  • ООО «Русский сверхпроводник», Москва;
  • ОАО "НИИ Феррит-Домен", СПб;
  • ОАО "НИИ-Гириконд", СПб;
  • ЗАО "СветланаЭлектрон-прибор", СПб;
  • "Керамика", СПб;
  •  ООО «Морион», СПб;
  • ЗАО "Научное и технологическое оборудование", СПб;
  • ОАО "НПП "Радар ММС".

На предприятиях многие студенты бакалавриата и магистратуры выполняют курсовые работы, проходят практики и готовят свои выпускные квалификационные работы. Предприятия проявляют заинтересованность и участвуют в разработке учебных планов бакалавриата и магистратуры, программ отдельных дисциплин. В 2010 - 2014 г. заключены соглашения о сотрудничестве с более чем десятью предприятиями радиоэлектронного сектора промышленности Санкт-Петербурга.

Кафедра уделяет большое внимание международным связям. Основными зарубежными партнерами кафедры являются университеты и научные центры:

  1. Colorado State University (USA);
  2. Oakland University (USA);
  3. National Renewable Energy Laboratory (USA);
  4. Kaiserslautern University (Germany);
  5. Darmstadt University of Technology (Germany);
  6. Muenster University (Germany);
  7. University of Oulu (Finland);
  8. Queens University of Belfast (UK);
  9. Chalmers University of Technology (Sweden);
  10. Samsung Electronics (Korea);
  11. Imperial College London (UK);
  12. LG Electronics (Korea);
  13. Китайское общество микро- и нанотехнологий (Китай);
  14. «Rohde & Schwarz» (Germany).

Преподаватели и студенты кафедры имеют возможность проходить стажировки в ведущих университетах и научных центрах, осуществлять доступ к глобальным информационным ресурсам и вычислительным ресурсам кафедры различными способами: непосредственно в дисплейном классе кафедры, используя сеть  Wi-Fi и используя   удаленный VPN  доступ. Разветвленная сеть кафедры позволяет студентам готовиться к защитам лабораторных работ, как в самом университете, так и находясь за его пределами.  На кафедре работает постоянный Skype семинар, объединяющий студентов разных специальностей и университетов.

Области применения полученных знаний, трудоустройство выпускников

Научно-исследовательская работа с активным привлечением студентов ведется на кафедре в нескольких областях:

  • исследование технологии получения новых тонкопленочных структур на основе сверхпроводящих, диэлектрических и сегнетоэлектрических материалов.
  • исследование технологии создания приемо-передающих СВЧ устройств на основе средств аналоговой фотоники.
  • фотоиндуцированные явления в гетероструктурах пленок оксидов переходных металлов и разработка на этой основе новых электронных компонентов и устройств.
  • разработка многослойной СВЧ отклоняющей системы на основе сегнетоэлектрических материалов
  • теоретическое и экспериментальное исследование сверхвысокочастотных волновых процессов в тонкопленочных ферритовых и искусственных монолитных мультиферроидных структурах, обладающих эффективным двойным электронным управлением, для применений в различных СВЧ радиоэлектронных приборах и устройствах.
  • исследование динамического хаоса, возникающего в ферромагнитных кольцевых структурах, с целью создания систем скрытой передачи информации и вторичного использования радиочастот.
  • разработка перестраиваемых СВЧ элементов и устройств диапазона 1-60 ГГц.
  • компьютерное моделирование и проектирование твердотельных  элементов  на новых материалах (графен и молибден  для создания ячейки энергонезависимой памяти,  гетероструктуы  для НЕМТ транзисторов и др.) в среде Synopsys TCAD.

Учебные издания по программе

  • Вендик О.Г., Вендик И.Б., Зубко С.П. Сверхпроводимость: физика и микроволновые применения. Конспект лекций по дисциплине Криоэлектроника.  2009, 9 п.л.
  • Перепеловский В. В., Михайлов Н. И., Марочкин В. В. «Разработка электронных устройств в среде Synopsys® Sentaurus TCAD»: Лабораторный практикум. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2010.
  • Гагарин А.Г, Козырев А.Б., Михайлов Н. И., СВЧ техника и измерения.         Конспект лекций по дисциплине "СВЧ техника и измерения". 2010. 5 п.л.
  • Устинов А.Б., Калиникос Б.А. Свойства спиновых волн в тонких ферромагнитных пленках. Учебное пособие курс "Приборы и устройства функциональной электроники". 2011. 5 п.л.
  • Перепеловский В. В., Михайлов Н. И., Марочкин В.В., Введение в приборно-технологическое моделирование устройств микроэлектроники: Учебное пособие. СПб: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011.
  • Барыбин А. А., Томилин В. И., Шаповалов В. И. Физико-технологические основы макро-, микро- и наноэлектроники. М.: Физматлит, 2011. 784 с.
  • Комлев А.Е., Шаповалов В.И. Термодинамические основы технологии. УП по дисц. "Физико-химические основы технологии изделий электроники и наноэлектроники" 2013. 6 п.л.
  • Вольпяс В.А. Физико-химические основы ионной имплантации. УП по дисц: «Вакуумно-плазменные технологии в электронике». 2013. 4 п.л.
  • Комлев А.А., Шаповалов В.И. Технологические задачи. Электронное УП по дисц. "Технология материалов и элементов электронной техники". 2013.