Около 85% информации об окружающем мире человек воспринимает через зрение, что делает глаз незаменимым оптическим сенсором. Однако сегодня роль человеческого глаза дополняют и усиливают электронные приборы, способные «видеть» в диапазонах, недоступных человеческому глазу, обеспечивая мгновенный, дистанционный и бесконтактный анализ. Такие технологии, основанные на свойствах фотонов, становятся ключевыми в современном технологическом развитии, и вместе с ними растёт потребность в специалистах, способных объединять оптику с возможностями микро- и наноэлектроники.
В Московском инженерно-физическом институте (МИФИ) действует магистерская программа «Опто- и наноэлектроника, инженерия наносистем», где студенты обучаются создавать сенсорные системы на основе взаимодействия электромагнитного излучения в видимом, инфракрасном, терагерцовом и ультрафиолетовом диапазонах с микро- и наноструктурами. Помимо этого, они приобретают компетенции в области машинного обучения, квантовой сенсорики, органической оптоэлектроники и физики наноматериалов.
Примеры дипломных проектов последних лет демонстрируют широкий спектр исследовательских направлений и прикладного значения работы выпускников. Так, Полина Вилюжанина защитила проект «Исследование фотолюминесценции центров окраски в гексагональном нитриде бора» с отличной оценкой. Этот труд напрямую связан с разработкой перспективных материалов для квантовых вычислений и квантовой сенсорики. В настоящее время Полина продолжает научную деятельность в аспирантуре.
Другой пример — проект Семена Фадеева «Детектирование нитросоединений с помощью терагерцовых метаматериалов», направленный на создание технологий неразрушающего оптического контроля в терагерцовом диапазоне. Это важно для повышения уровня транспортной безопасности и обнаружения опасных веществ.
В свою очередь, Кирилл Шишин работал над адаптацией нейросетевых технологий для анализа сигналов воздушного проточного оптического цитометра с целью разделения сложных аэрозольных композиций. Этот проект интегрирует искусственный интеллект и квантовый учёт фотонов для мониторинга биологических угроз, что уже нашло применение в аэропортах, фармацевтических производствах и местах массового скопления людей.
Тематика научных исследований в рамках программы охватывает широкий спектр направлений: современные аналитические методы обеспечения безопасности, разработку сенсорных систем на различных физических принципах, использование органических полупроводников и наночастиц для создания новых солнечных элементов и светодиодов, изучение взаимодействия терагерцового излучения с веществом, радиовидение и метаматериалы. При этом важную роль играют совместные проекты с организациями-партнёрами, что позволяет студентам применять полученные знания в реальных условиях.
Студенты в течение двух лет обучения изучат такие дисциплины, как «Основы органической опто- и наноэлектроники», «Нанофотоника», «Нанооптика и наноматериалы», «Физика и технологии сенсоров», «Специальный практикум по наносистемам», «Физические методы специального электронного приборостроения», «Экспериментальные методы исследования наноструктур», «Статистические методы в электронике» и «Организация и проектирование в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах». Эти знания студенты смогут применять в своей профессиональной деятельности.
Учитывая, что искусственный интеллект все больше берет на себя рутинные задачи, особенно ценными на рынке труда станут специалисты, способные творчески подходить к созданию новых устройств и технологий. Некоторые магистранты также получат возможность совмещать обучение с работой на реальном производстве приборов, получая при этом достойную оплату.
