Конференции

"Дубна-Нано2012"

C 9 по 14 июля в Лаборатории теоретической физики имени Н.Н.Боголюбова проходила Международная конференция "Дубна-Нано2012". Она стала третьей в серии предыдущих конференций 2008 и 2010 годов. Программа конференции включала такие разделы, как топологические диэлектрики, углеродные наносистемы, квантовые точки, электронный и спиновый транспорт, атомные кластеры, джозефсоновские контакты, терагерцовое излучение, конденсаты Бозе-Эйнштейна, различные практические приложения. Руководство оргкомитетом осуществляли В.Осипов (председатель), В.Нестеренко и Ю.Шукринов (заместители председателя).

В этом году конференция собрала около 90 участников из 22 стран (Армения, Белоруссия, Германия, Египет, Индия, Иран, Испания, Канада, Малайзия, Мексика, Польша, Россия, Румыния, Словакия, США, Таджикистан, Узбекистан, Украина, Франция, Швеция, Швейцария, Япония). В международный комитет вошли 19 крупнейших ученых из 8 стран, включая лауреата нобелевской премии за 2010 год К.С.Новоселова (Университет Манчестера, Англия).

Как и в предыдущие годы, конференция собрала весьма внушительную команду крупных ученых. В Дубну приехали такие известные специалисты, как П.Гавриляк (Канада), В.Галицкий (США), П.Зайдель (Германия), К.Кадоваки (Япония), Ю.Латышев (Россия), Ю.Лозовик (Россия), К.Мачида (Япония), П.-Г.Рейнхард (Германия), Э.Сюро (Франция), Д.Сноук (США), Е.Шека (Россия). Были представлены 38 устных и 39 постерных докладов. Ключевые доклады содержали расширенное введение и обзор материала, что помогало специалистам из других областей легче освоиться с тематикой. Такая практика оказывается весьма полезной при проведении междисциплинарных конференций, и именно поэтому практически все доклады на "Дубна-Нано2012" сопровождались интересными дискуссиями.

Конференцию открыл профессор П.Гавриляк (Канада) - докладом о полупроводниковых и графеновых квантовых точках. Как известно, двумерные полупроводниковые квантовые точки уже на протяжении пары десятилетий являются объектом интенсивных исследований. Возможность манипулировать свойствами квантовых точек делает их перспективными для приложений в области квантового транспорта, как электронного, так и спинового (спинтроника). В последнем случае большую роль играет спин-орбитальное взаимодействие. Оказывается, что аналогичные квантовые точки можно создавать из принципиально другого двумерного материала - графена (за открытие которого К.Новоселову и А.Гейму была присвоена Нобелевская премия по физике за 2010 год). Графен обладает многими уникальными и полезными свойствами, но в дираковских точках отсутствует запрещенная зона в электронном спектре, что мешает использованию графена как полупроводника. В докладе П.Гавриляка было показано, что наложением на графен определенных полей и матриц в нем можно локально создать небольшие двумерные области с конечной запрещенной зоной. Тем самым появляется возможность получать двумерные квантовые точки, аналогичные полупроводниковым, что может быть началом нового направления в графеновой наноэлектронике.

Интересный доклад представил профессор В.Галицкий (США) - о новых результатах его группы по топологически нетривиальным состояниям в полупроводниковых нанопроволоках и квантовых ямах. Следует отметить, что в последние годы наблюдается заметный всплеск активности в области изучения топологических диэлектриков. Это новый класс материалов с необычными физическими свойствами: в объеме мы имеем обычный диэлектрик, а на поверхности - проводник, причем с уникальным типом носителей. Интересно, что такой класс материалов был сначала предсказан теоретически в 2005 году и затем получен экспериментально в 2007-м. Данной тематике на конференции были посвящены доклады известных специалистов профессора Ю.Лозовика (Троицк) и О.Язьева (Швейцария).

Проблемы квантовых точек и квантового транспорта рассматривались в ряде докладов. Так, профессор Е.Шерман (Испания) рассказал о нерегулярных спин-орбитальных полях, возникающих из-за чувствительности взаимодействия к различным факторам. Данные поля могут быть как вредны (релаксация, шумы, затухание транспорта), так и полезны (эффективная инжекция спина, устойчивый спиновый эффект Холла). В докладах Р.Назмитдинова и А.Чижова обсуждались корреляции и запутывание в квантовых точках с двумя электронами. С.Виницкий (ЛТФ ОИЯИ) представил подробные схемы расчета спектров сфероидальных квантовых точек.

В настоящее время наблюдается заметный прогресс в области компьютерного моделирования наноструктур. Это существенно помогает как снижению затрат при проведении экспериментальных исследований, так и поиску возможных перспективных приложений. В этом плане интересный доклад представила профессор Е.Шека (Москва), он был посвящен выработке стратегии проведения численных расчетов в применении к графену. Два ярких доклада по физике углеродных наноструктур прозвучали в изложении профессора Ю.Латышева (Москва) и И.Бондарева (США). В первом случае речь шла о квантовых когерентных эффектах в слоистых структурах, что имеет важное прикладное значение. Во втором - о перспективах плазмонной нанооптики на базе углеродных нанотрубок.

На конференции широко обсуждалась физика атомных кластеров. Профессор Э.Сюро (Франция) и П.-Г.Рейнхард (Германия) подробно рассказали о последних достижениях по изучению кластеров с помощью фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением. Данный метод стал применяться в физике кластеров относительно недавно и уже дал много интересных результатов. Профессор П.Зайдель (Германия) представил результаты о влиянии золотых нанокластеров на свойства пленок (двумерных наноструктур, напыленных на поверхность). Профессор В.Юкалов (ЛТФ ОИЯИ) рассказал о магнитных нанокластерах. Профессор А.Соловьев (Германия) представил интереснейший материал о наноструктурированных морфологиях и архитектурах. Всем известны завораживающие рисунки инея на морозных окнах. Но мало кто знает, что гораздо большее разнообразие морфологий можно получить с помощью самоорганизации наноструктур на различных подложках. Физика образования таких структур крайне сложна и является симбиозом классических и квантовых эффектов. Данные морфологии могут найти самые разные приложения - от наноэлектроники до фармацевтики.

Большой интерес вызвал доклад профессора Д.Сноука (США) о недавно полученном конденсате Бозе-Эйнштейна для поляритонов (фотон-экситонных квазичастиц). Данный конденсат пополнил постоянно расширяющуюся коллекцию уже известных конденсатов (4Не, разреженных газов ультрахолодных атомов и молекул в ловушках и оптических решетках, экситонного, фотонного...). Физика конденсатов Бозе-Эйнштейна сейчас крайне популярна и развивается стремительными темпами. Это объясняется широкими возможностями для манипуляций свойствами системы. Например, в ультрахолодных газах можно менять взаимодействие между атомами конденсата и тем самым получать разнообразные нелинейные эффекты, обусловленные взаимодействием. Аналогичный контроль можно осуществлять и в конденсате поляритонов. При этом важно, что конденсат поляритонов не требует сверхнизких температур. Фазовым переходам в поляритонных системах был посвящен доклад А.Алоджанса (Россия). В.Нестеренко (ЛТФ ОИЯИ) рассказал о некоторых тенденциях в эксперименте (применение атомных чипов) и теории (методы квантового контроля) для конденсатов бозе-атомов в ловушках.

Особый интерес вызвал доклад профессора К.Кадоваки (Цукуба, Япония) о проведении экспериментальных исследований по терагерцовому излучению в гетероструктурах с внутренними джозефсоновскими контактами. Проблема получения достаточно мощного когерентного терагерцового излучения сейчас весьма актуальна и имеет широкие перспективы для различных приложений. Группа К.Кадоваки лидирует в этих исследованиях. В докладе было сообщено о рекордной мощности электромагнитного излучения в 0,6 милливатт, полученной при синхронизации трех стеков внутренних джозефсоновских переходов в высокотемпературных сверхпроводниках. Теоретические доклады на данную тематику были представлены ведущими специалистами из Японии (профессор М.Мачида, Х.Ху и другие), из Швеции (профессор В.Краснов), а также других стран. Стоит отметить, что джозефсоновским контактам традиционно на конференции уделяется большое внимание. И в этот раз рассматривался широкий спектр проблем, включающий методы генерации терагерцового излучения, джозефсоновские контакты в сверхпроводниках и так далее (Я.Асано (Япония), Ю.Шукринов (Дубна) и другие. Следует отметить большое количество докладов по джозефсонике, представленных молодыми учеными (И.Рахмонов и К.Куликов (Дубна), М.Гаафар, Х.Абдельхафиз и А.Фода (Египет)). Доклады по сверхпроводящим структурам, имеющим большие перспективы для наноэлектроники, были представлены молодыми российскими учеными из Черноголовки (Я.Фоминов, И.Бурмистров) и ведущими специалистами из Нижнего Новгорода (В.Курин, А.Мельников), Германии (Е.Ильичев) и Японии (Я.Асано).

Специалисты ЛНФ ОИЯИ М.Авдеев и М.Киселев представили результаты исследований углеродных наноструктур и биологических объектов с помощью нейтронных и синхротронных источников. ЛНФ и ЛТФ ОИЯИ также представили совместный доклад по возможности получения информации о детерминистских фракталах из данных по малоугловому рассеянию нейтронов (А.Черный, ЛТФ ОИЯИ), что важно при проведении и анализе экспериментов на ИБР-2.

Немалая часть докладов касалась возможных практических приложений наносистем. В частности, В.Навроцкий (Польша) рассказал о перспективах использования кремниевой и германиевой нанопроволоки.

Большой интерес вызвала постерная сессия, где были представлены 39 сообщений. Как обычно, здесь в основном заявили о себе молодые участники конференции. Постеры охватывали все разделы конференции и, как правило, были на весьма высоком уровне. Сессия отличалась широкой географией: представлены самые разные научные центры России (Благовещенск, Владимир, Зеленоград, Краснодар, Москва, Нижний Новгород, Новосибирск, Рязань, Саратов, С.-Петербург, Томск, Троицк, Хабаровск), а также некоторые научные организации Дубны, помимо ОИЯИ. Таким образом, нанофизика действительно получила широкое распространение в России. Следует также отметить большой вклад в конференцию представителей российской научной диаспоры за рубежом (Бондарев, Галицкий, Ильичев, Краснов, Соловьев, Шерман, Язьев), чьи доклады отличались высоким научным уровнем, актуальностью и прекрасным отображением материалов.

Конференция еще раз продемонстрировала, что физика наносистем по праву является одним из важнейших направлений в современной науке. Поражают темпы развития этой отрасли науки и постоянно возрастающее число приложений в микроэлектронике, информатике, энергетике, медицине и других областях. Возникают новые области с результатами нобелевского уровня, например топологические диэлектрики. Очевидно, что в ближайшее время потребность в специалистах в сфере нанофизики и наноприложений будет резко возрастать, по крайней мере, в странах, претендующих на лидирующие позиции в области высоких технологий.

На заключительном заседании выступили профессора Р.-Г.Рейнхард (Германия), М.Мачида (Япония) и П.Зайдель (Германия). Они отметили уникальный междисциплинарный характер дубненской конференции, которая позволяет специалистам из разных областей нанофизики собраться и обсудить результаты и тенденции данной науки.

Установлению неформальных контактов способствовала культурная программа. Она включала прогулку на катере по Волге, банкет и экскурсию в Москву с посещением Третьяковской галереи и Красной площади. Насыщенная научная и культурная программа конференции и ее общая благожелательная атмосфера стали важными факторами ее успеха.

Конференция спонсировалась РФФИ, а также грантами Гейзенберг - Ландау (Германия - ОИЯИ) и Боголюбов - Инфельд (Польша - ОИЯИ). Большую работу по подготовке конференции провел оргкомитет. Особую благодарность выражаем О.Исаевой (ученый секретарь), Т.Донсковой, Д.Колесникову, В.Каткову и А.Новикову.

В.ОСИПОВ, В.НЕСТЕРЕНКО, Ю.ШУКРИНОВ