СМИ о нас

Alastair Grant/AP

Ученые НИУ ВШЭ совместно с коллегами из Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН разработали способ быстро оценивать, насколько прочно тонкая пленка сцеплена с подложкой. Это важно для создания сверхвысокочастотных акустических фильтров — ключевых компонентов связи 5G и перспективных сетей 6G. Об этом «Газете.Ru» рассказали в пресс-службе образовательного учреждения.

Современные устройства связи используют фильтры, преобразующие электромагнитный сигнал в акустический и обратно, что позволяет эффективно отсекать помехи. Однако на частотах в несколько десятков гигагерц, где работают 5G и будущие 6G-системы, поведение ультразвука на границе материалов становится трудно предсказуемым. Даже небольшое «проскальзывание» пленки из-за слабого сцепления может привести к потере сигнала и отказу устройства.

Чтобы избежать дорогостоящих ошибок при разработке, ученые предложили тестировать материалы еще до создания прототипов. Для этого используется короткий лазерный импульс, который нагревает микроскопическую область и возбуждает на поверхности материала акустическую волну.

Как объяснил Александр Кунцевич, ведущий научный сотрудник Международной лаборатории физики конденсированного состояния, профессор факультета физики НИУ ВШЭ, такие волны аналогичны кругам на воде после падения камня, только распространяются по поверхности твердого тела. Их параметры — скорость и форма — несут информацию о свойствах материала и качестве сцепления слоев.

С помощью второго лазерного импульса ученые «фотографируют» волну с высокой точностью, фиксируя микроскопические колебания поверхности. На основе этих данных строится карта смещений, которая позволяет определить, насколько жестко пленка связана с подложкой.

Метод оказался особенно ценным тем, что впервые позволил измерить поперечную жесткость сцепления — параметр, отвечающий за скольжение пленки вдоль поверхности. Именно он играет ключевую роль на высоких частотах, но ранее практически не поддавался измерению. При этом технология полностью неразрушающая: ни пленка, ни подложка не повреждаются в процессе анализа.

По мнению авторов, разработка позволит инженерам заранее отбирать подходящие материалы и оптимизировать конструкции устройств, не тратя ресурсы на неудачные прототипы. Кроме того, метод может быть использован при создании акустических метаматериалов — структур, способных управлять распространением звука.
Таким образом, новый подход открывает путь к более эффективному проектированию компонентов связи нового поколения и снижению затрат на их разработку.

https://www.gazeta.ru/science/news/2026/05/06/28408429.shtml

Ученые НИУ ВШЭ совместно с коллегами из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН разработали метод, который позволяет быстро оценить, насколько прочно пленка сцеплена с подложкой. Это важно для создания сверхвысокочастотных акустических фильтров — ключевых элементов связи нового поколения 5G и 6G. Возможность измерить поперечную жесткость сцепления между пленкой из двумерного материала и подложкой таким способом получена впервые.

Чтобы передать данные на высокой скорости, современные смартфоны используют фильтры, которые превращают электромагнитный сигнал в ультразвук и обратно. Это помогает отсеивать помехи. По мере повышения частот связи предлагаются новые типы таких фильтров, например на основе акустоэлектрических эффектов. Практически любые приборы современной электроники представляют собой элементы из пленок на подложке. Проблема в том, что на высоких частотах в несколько гигагерц или десятков гигагерц поведение ультразвука на границе этих материалов предсказать почти невозможно. Именно в этом диапазоне работает связь 5G и будущего 6G.

На более низких частотах можно считать, что для распространения звука контакт пленки с подложкой идеален, но с повышением частоты микроскопическое проскальзывание пленки из-за недостаточной поперечной жесткости контакта приводит к тому, что фильтр не пропускает сигнал, а разработчики чипов смогут узнать об этом только после многомиллионных затрат.

Ученые ФИАН совместно с ведущим научным сотрудником Международной лаборатории физики конденсированного состояния, профессором факультета физики НИУ ВШЭ Александром Кунцевичем предложили способ проверить качество контакта еще до сборки прибора. Вместо создания дорогих прототипов они предлагают использовать тестирование материалов с помощью коротких лазерных импульсов.

Ученые работали с образцом из кварцевого стекла, на которое перенесли чешуйку нитрида бора толщиной 600 нанометров. Они сфокусировали на его поверхности инфракрасный лазерный импульс. Лазер нагрел крошечную область, и по материалу побежала поверхностная акустическая волна.

– Когда в воду бросают камешки, по ее поверхности расходятся волны в виде концентрических окружностей. Это поверхностные волны. Примерно такие же волны могут бегать по поверхности твердых тел, они называются поверхностными акустическими рэлеевскими волнами, – объясняет Александр Кунцевич, ведущий научный сотрудник Международной лаборатории физики конденсированного состояния, профессор факультета физики НИУ ВШЭ

Такие волны сложно увидеть глазом, так как скорость их распространения большая, а амплитуда обычно очень маленькая. Тем не менее эти волны несут много важной физической информации о материале, по которому они распространяются. Например, по изменению скорости волны и ее формы можно судить об упругих свойствах материала и о том, насколько жестко тонкая пленка сцеплена с подложкой, что и нужно было узнать ученым.

– При помощи второго луча мы сделали моментальный снимок волны. Первый импульс, как удар по поверхности, возбудил звук. Второй импульс мы направили на ту же поверхность спустя доли наносекунды после первого. Этот луч просканировал поверхность с шагом 0,5 микрометра. Отражение этого луча менялось в зависимости от того, приподнялся участок поверхности или опустился под действием проходящей волны. Собрав эти данные воедино, мы восстановили точную карту вертикальных смещений — по сути, получили замороженный портрет бегущей волны, – рассказывает Александр Кунцевич.

При этом сама структура осталась неповрежденной: метод не разрушил ни пленку, ни подложку. Полученное изображение ученые проанализировали при помощи математической модели, которая позволила определить зависимость скорости звука от длины волны. По тому, как скорость меняется с частотой, можно определить, как сцеплены пленка и подложка. По степени искажения волны авторы рассчитали два параметра жесткости связи: вертикальную (на отрыв) и поперечную (на сдвиг). Оказалось, что наиболее существенной является та, которая отвечает за скольжение пленки вбок и которую раньше измерить не удавалось.

Умея определять параметры межслоевой жесткости, инженеры смогут заранее отбраковывать неудачные материалы и отрабатывать технологические процессы для создания сверхвысокочастотных фильтров. Разработанный метод также пригодится для разработки акустических метаматериалов — искусственных структур, которые позволяют управлять звуком заданным образом.

– Создать прибор и убедиться, что он не работает из-за плохого акустического согласования, — неприятно и крайне затратно. Гораздо лучше тестировать заранее взаимодействие различных пар материалов, а потом уже пытаться создать из них прибор. Наша методика быстрая, полностью оптическая и неразрушающая. Она позволяет проверить контакт материалов до того, как из них сделали устройство, и подобрать оптимальную пару для работы на гигагерцовых частотах, – делится Александр Кунцевич.

Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physics Letters.

Иллюстрация: pubs.aip.org

https://21mm.ru/news/tehnologii/fiziki-vshe-i-fian-nauchilis-fotografirovat-zvuk-chtoby-testirovat-materialy-dlya-svyazi-6g/

© iStock

Ученые НИУ ВШЭ совместно с коллегами из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН разработали метод, который позволяет быстро оценить, насколько прочно пленка сцеплена с подложкой. Это важно для создания сверхвысокочастотных акустических фильтров — ключевых элементов связи нового поколения 5G и 6G. Возможность измерить поперечную жесткость сцепления между пленкой из двумерного материала и подложкой таким способом получена впервые. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physics Letters.

Чтобы передать данные на высокой скорости, современные смартфоны используют фильтры, которые превращают электромагнитный сигнал в ультразвук и обратно. Это помогает отсеивать помехи. По мере повышения частот связи предлагаются новые типы таких фильтров, например на основе акустоэлектрических эффектов. Практически любые приборы современной электроники представляют собой элементы из пленок на подложке. Проблема в том, что на высоких частотах в несколько гигагерц или десятков гигагерц поведение ультразвука на границе этих материалов предсказать почти невозможно. Именно в этом диапазоне работает связь 5G и будущего 6G. 

На более низких частотах можно считать, что для распространения звука контакт пленки с подложкой идеален, но с повышением частоты микроскопическое проскальзывание пленки из-за недостаточной поперечной жесткости контакта  приводит к тому, что фильтр не пропускает сигнал, а разработчики чипов смогут узнать об этом только после многомиллионных затрат.

Ученые ФИАН совместно с ведущим научным сотрудником Международной лаборатории физики конденсированного состояния, профессором факультета физики НИУ ВШЭ Александром Кунцевичем предложили способ проверить качество контакта еще до сборки прибора. Вместо создания дорогих прототипов они предлагают использовать тестирование материалов с помощью коротких лазерных импульсов.

Ученые работали с образцом из кварцевого стекла, на которое перенесли чешуйку нитрида бора толщиной 600 нанометров. Они сфокусировали на его поверхности инфракрасный лазерный импульс. Лазер нагрел крошечную область, и по материалу побежала поверхностная акустическая волна.

Александр Кунцевич 

«Когда в воду бросают камешки, по ее поверхности расходятся волны в виде концентрических окружностей. Это поверхностные волны. Примерно такие же волны могут бегать по поверхности твердых тел, они называются поверхностными акустическими рэлеевскими волнами», — пояснил Александр Кунцевич.

Такие волны сложно увидеть глазом, так как скорость их распространения большая, а амплитуда обычно очень маленькая. Тем не менее эти волны несут много важной физической информации о материале, по которому они распространяются. Например, по изменению скорости волны и ее формы можно судить об упругих свойствах материала и о том, насколько жестко тонкая пленка сцеплена с подложкой, что и нужно было узнать ученым.

«При помощи второго луча мы сделали моментальный снимок волны. Первый импульс, как удар по поверхности, возбудил звук. Второй импульс мы направили на ту же поверхность спустя доли наносекунды после первого. Этот луч просканировал поверхность с шагом 0,5 микрометра. Отражение этого луча менялось в зависимости от того, приподнялся участок поверхности или опустился под действием проходящей волны. Собрав эти данные воедино, мы восстановили точную карту вертикальных смещений — по сути, получили замороженный портрет бегущей волны», — рассказал ученый.

При этом сама структура осталась неповрежденной: метод не разрушил ни пленку, ни подложку. Полученное изображение ученые проанализировали при помощи математической модели, которая позволила определить зависимость скорости звука от длины волны. По тому, как скорость меняется с частотой, можно определить, как сцеплены пленка и подложка. По степени искажения волны авторы рассчитали два параметра жесткости связи: вертикальную (на отрыв) и поперечную (на сдвиг). Оказалось, что наиболее существенной является та, которая отвечает за скольжение пленки вбок и которую раньше измерить не удавалось.

Умея определять параметры межслоевой жесткости, инженеры смогут заранее отбраковывать неудачные материалы и отрабатывать технологические процессы для создания сверхвысокочастотных фильтров. Разработанный метод также пригодится для разработки акустических метаматериалов — искусственных структур, которые позволяют управлять звуком заданным образом.

«Создать прибор и убедиться, что он не работает из-за плохого акустического согласования, — неприятно и крайне затратно. Гораздо лучше тестировать заранее взаимодействие различных пар материалов, а потом уже пытаться создать из них прибор. Наша методика быстрая, полностью оптическая и неразрушающая. Она позволяет проверить контакт материалов до того, как из них сделали устройство, и подобрать оптимальную пару для работы на гигагерцовых частотах», — подытожил Александр Кунцевич.

https://www.hse.ru/news/science/1156058529.html

© Валерий Шарифулин/ ТАСС

МОСКВА, 6 мая. /ТАСС/. Исследователи из России разработали подход, позволяющий "фотографировать" звук и использовать получаемые подобным образом данные для оценки качества изготовления сверхвысокочастотных акустических фильтров, необходимых для работы систем 6G-связи. Это удешевит и ускорит разработку этих компонентов систем передачи данных, сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.

"Создать прибор и убедиться, что он не работает из-за плохого акустического согласования - неприятно и крайне затратно. Наша методика быстрая, полностью оптическая и неразрушающая. Она позволяет проверить контакт материалов до того, как из них сделали устройство, и подобрать оптимальную пару для работы на гигагерцовых частотах", - пояснил профессор НИУ ВШЭ Александр Кунцевич, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как объясняют профессор Кунцевич и его коллеги, уже существующие и разрабатываемые системы связи используют в своей работе фильтры, которые превращают электромагнитный сигнал в ультразвук и обратно и тем самым очищают его от помех. Они представляют собой тонкие пленки, нанесенные особым образом на подложку, характер сцепления которых друг с другом определяет то, как будет вести себя внутри них ультразвук.

В частности, при недостаточно высокой поперечной жесткости контакта между подложкой и пленкой, последняя может начать проскальзывать при высокой частоте сигнала. Это приведет к тому, что фильтр не будет пропускать через себя сигнал, о чем инженеры узнают уже в процессе его испытаний. Российские физики создали подход, который позволяет "фотографировать" движение волн через такие структуры и проверять качество контакта еще до сборки устройства.

В его рамках ученые скрепляют изучаемые материалы друг с другом и облучают его при помощи двух лазерных импульсов. Первый из них нагревает поверхность пленки и порождает в ней поверхностную акустическую волну, а второй - отслеживает ее движение по материалу благодаря тому, что характер отражения этого луча меняется в зависимости от того, приподнялся участок поверхности или опустился под действием проходящей волны.

Последующий анализ результатов этих замеров позволяет составить "фотографию" волны, движущейся по поверхности материала, и оценить то, как сцеплены пленка и подложка и очень точно рассчитать вертикальную и поперечную жесткость связи. Это позволит инженерам заранее отбраковывать неудачные материалы и отрабатывать технологические процессы для создания сверхвысокочастотных фильтров, а также разрабатывать различные устройства, управляющие движением звука, подытожили профессор Кунцевич и его коллеги. 

https://tass.ru/nauka/27321143

Н.Г. Басов и В.А. Катулин в лаборатории ФИАН в Москве. Источник: ФИАН

3 мая исполнилось 90 лет со дня рождения Виктора Катулина – первого директора филиала ФИАН в г. Куйбышеве (Самаре).

Виктор Анатольевич был блестящим ученым и талантливым организатором науки, дважды лауреат Государственной премии в области науки и техники, доктор физико-математических наук, профессор. Он основал и стал первым заведующим кафедрой оптики и спектроскопии Куйбышевского (Самарского) государственного университета, председатель правления областного общества «Знание», член Президиумов Самарского научного центра и Поволжского отделения Инженерной академии наук.

В 1960 году В.А. Катулин закончил физический факультет МГУ имени Ломоносова по специальности «физика» на кафедре «Оптика и спектроскопия». В конце 50-х годов он выполнил уникальные исследования аномальных изотопических смещений в редкоземельных элементах, в частности, в спектре самария. Использование новейшей экспериментальной техники и разделенных изотопов позволило выполнить эксперимент на большом материале с ранее недоступной высокой точностью. Эти исследования внесли заметный вклад в уточнение теории атомного ядра.

Свою трудовую деятельность ученый начал в Институте физики атмосферы АН СССР в Москве, где через два года уже возглавлял группу по разработке приборов для изучения радиационного баланса Земли и атмосферы в различных областях спектра с ракет и спутников.

С 1963 года Виктор Анатольевич работал в Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), где прошел путь от младшего научного сотрудника до заместителя директора – руководителя Самарского филиала ФИАН (СФ ФИАН).

Первые исследования Катулина в ФИАН были связаны с созданием полупроводниковых лазеров с оптической (лазерной) накачкой. В то время активно обсуждался вопрос возможности оптического возбуждения полупроводниковых лазеров, причем ряд ученых считали это крайне проблематичным. Будучи талантливым физиком-экспериментатором, он сумел выбрать правильное направление проводимых им опытов и уже осенью 1964 года добился решающего успеха: были созданы первые в мире полупроводниковые лазеры с однофотонной и двухфотонной оптической накачкой. Результаты этих исследований, в которых В.А. Катулину принадлежит решающий вклад, получили широкое признание в научном мире как в СССР, так и за рубежом.

В 1972 году возглавляемый Катулиным коллектив приступил к исследованиям возможности создания йодного лазера наносекундных импульсов с оптическим возбуждением излучением открытого электрического разряда непосредственно в лазерной среде. В то время в мировой практике не существовало аналогов таких лазеров, так как все идеи, лежавшие в его основе, были высказаны в ФИАН.

В конце 70-х годов В.А. Катулину по инициативе академика Н.Г. Басова было поручено организовать и возглавить Самарский (Куйбышевский) филиал ФИАН. Прибыв в Самару во главе научного «десанта» энтузиастов-единомышленников, он провел поистине титаническую научно-организационную работу. Необходимо было решить массу проблем: создать на новом месте творческий работоспособный коллектив, обеспечить его пополнение подготовленными кадрами молодых специалистов, установками, материалами и производственными площадями. При этом надо было быстро, без задержки выдавать новые научные результаты по лазерной технологии и технологическим лазерам. В короткий срок был создан коллектив с хорошим научным потенциалом, к руководству которого по основным научным направлениям были привлечены высококвалифицированные специалисты по физике лазеров и твердому телу – выпускники ведущих вузов Москвы, прошедшие школу ФИАН.

В течение 18 лет В.А. Катулин являлся бессменным руководителем созданного им в 1980 году СФ ФИАН, возглавлял разработки по созданию технологических лазеров нового поколения и лазерных технологий на их основе для задач машиностроения. Под руководством Виктора Анатольевича Катулина Самарский филиал Физического института им. П.Н. Лебедева Академии наук стал авторитетным научным центром, получившим мировую известность по целому ряду своих разработок. 

Информация и фото предоставлены Отделом по связям с общественностью ФИАН

https://scientificrussia.ru/partners/fian/90-let-so-dna-rozdenia-va-katulina

ФИАН - тут рожден лазер и работали выдающиеся физики, ставшие лауреатами Нобелевской премии. / Александр Емельяненков

Директор Физического института имени П.Н. Лебедева РАН академик Николай Колачевский сообщил о создании новой российской коллаборации в мировой квантовой гонке. В данном случае речь о сложении знаний, возможностей и компетенций ради построения перспективного квантового вычислителя на сверхпроводниках

О таком взаимодействии договорились между собой и образовали совместный проект ФИАН имени Лебедева во главе с академиком Колачевским (это, напомним, "родовое гнездо" и место работы семи нобелевских лауреатов), Всероссийский НИИ автоматики имени Н.Л. Духова (известен разработками систем автоматики для ядерного оружия и ядерных боеприпасов), а также Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, который в отдельном представлении не нуждается.

Выступая с докладом перед коллегами на Научном совете РАН "Квантовые технологии", Николай Колачевский уточнил, что совместный проект ФИАН, ВНИИА и МГТУ нацелен на создание "внелабораторного квантового вычислителя на сверхпроводниках мощностью не менее 20 кубитов".

А среди заметных достижений 2025 года на дорожной карте "Квантовые вычисления" академик Колачевский назвал создание сразу двумя научными группами планарных ловушек для захвата ионов и реализацию квантовых алгоритмов на ионах иттербия при комнатной температуре.

Дорожная карта по развитию высокотехнологичной области "Квантовые вычисления" реализуется в России с 2020 года. Сейчас в эти работы вовлечено почти два десятка университетов и НИИ, более 750 исследователей и инженеров. На первом этапе удалось разработать прототипы четырех квантовых вычислителей на ионах, атомах, фотонах и сверхпроводниках. Всего в России к этому дню создано семь квантовых процессоров, из них пять - в рамках дорожной карты. Три квантовых вычислителя достигли размерности 70+ кубитов

У тех, кто сегодня возглавил лаборатории и научные группы ФИАН, тоже есть шанс заявить о себе новыми разработками.
Фото: Александр Емельяненков

Реализация дорожной карты в ближайшие пять лет (2025-2030), по заявлению ее участников, нацелена "на достижение качественных эффектов" в квантовых технологиях и овладение методами их прикладного использования в разных отраслях.

https://rg.ru/2026/06/08/fian-vniia-i-mgtu-sozdaiut-kollaboraciiu-dlia-sovmestnogo-kvantovogo-proekta.html

Выставка «Москва без окраин. Гагаринский» продлена до 13 сентября

но некоторые экспонаты можно увидеть только последнюю неделю!

Среди них — макет «Миллиметрона», будущей космической обсерватории, предоставленный Физическим институтом имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН). Миллиметрон — обсерватория с 10-метровым телескопом для исследований в миллиметровом и дальнем инфракрасном диапазонах на длинах волн от 0,07 до 10 мм. Ее создание должно помочь в изучении ближайших окрестностей сверхмассивных черных дыр, следов воды в Галактике, химии космоса, а также поиске предбиологических молекул. Запуск планируется в 2030-е годы.

На выставке представлена история института, который с 1951 года располагается в здании на Ленинском проспекте, построенном по проекту мастерской Алексея Щусева. Среди сотрудников института — семь нобелевских лауреатов, чьи открытия стали частью истории мировой науки.

📍Музей Москвы, 1 корпус

 https://max.ru/mosmuseum/AZ6JFyRQH0Y

Российским учёным впервые удалось найти численное решение уравнения, описывающего, как звуковые волны распространяются в турбулентной среде. Над проектом работали специалисты из Сколтеха, Института электрофизики УрО РАН, Физического института имени П.Н. Лебедева РАН и Института теоретической физики имени Л.Д. Ландау РАН.

Исследователи впервые применили параллельные вычисления на видеокартах, что позволило проводить сложное моделирование на обычном персональном компьютере. Раньше для этого требовался мощный и дорогой суперкомпьютер.

Результаты подтвердили теорию звуковой турбулентности, которую разработали ещё в 1970-х годах советские учёные. Открытие также открывает новые возможности для применения этих знаний в астрофизике, метеорологии, акустике и других областях.

https://t.me/rasofficial/11342