Кафедре физической электроники -- 70 лет!

Кафедра физической электроники является одной из старейших кафедр физического факультета МГУ. Она образовалась 70 лет назад в декабре 1931 г. на базе лаборатории электрических явлений в газах при Институте физики Московского университета и до 1990 г. называлась просто кафедрой электроники.

Научной основой, на которой выросла кафедра физической электроники, явились классические работы выдающихся профессоров Московского университета - А.Г. Столетова по фотоэффекту, П.Н. Лебедева по электромагнитным колебаниям и волнам и С.А. Богуславского по кинетике электронов в электрических и магнитных полях. Со дня основания по 1966 г. кафедрой заведовал ее основатель ученик П.Н. Лебедева известный ученый и педагог профессор Николай Александрович Капцов (1883 …1966 гг.), создатель научной школы в области электрических явлений в газах и вакууме связанных с формированием и поддержанием различных форм газовых разрядов.

Первыми профессорами кафедры были Г.В. Спивак и Э.М. Рейхрудель. В шестидесятые годы профессором кафедры по совместительству работал В.Л. Грановский. С 1966 г. по 1984 г. кафедрой руководил проф. Г.В. Спивак. С 1985 г. заведует кафедрой профессор А.Ф. Александров. Профессорами кафедры в настоящее время являются М.Б. Гусева, А.А. Кузовников, М.В. Кузелев, А.А. Рухадзе и И.Ф. Уразгильдин.

В настоящее время кафедра физической электроники является специальной кафедрой в составе радиофизического отделения. Кафедра ведет обучение студентов, начиная с третьего курса, и представляет собой крупный коллектив, объединяющий профессорско-преподавательский состав, научных сотрудников, учебный и научный вспомогательный, а так же инженерно-технический персонал, ведущий учебную и научную работу в области физики и химии низкотемпературной плазмы; физики газовых разрядов; сильноточных релятивистских электронных пучков и релятивистской СВЧ - электроники; сверхмощных источников излучения; взаимодействия излучения с веществом; физики твердого тела, поверхности, и тонких пленок; модификации свойств поверхности под действием ионного и электронного облучения; электронной и ионной микроскопии и спектроскопии; физических основ технологии и диагностики материалов микроэлектроники; создания новых материалов для молекулярной и наноэлектроники, медицины и техники.

На кафедре работают 58 штатных сотрудников и 3 совместителя: по учебным штатам 17 человек (6 профессоров, 8 доцентов, 2 ст. преподавателя и 1 ассистент), по научным - 23 (3 ведущих, 9 старших, 5 младших и 6 научных сотрудников) и вспомогательным -21.

О высокой научной и педагогической квалификации коллектива кафедры говорят следующие данные: ряд сотрудников носит звания лауреатов Государственной и Ломоносовской премий, заслуженного деятеля науки РФ, заслуженного профессора МГУ, в составе кафедры 13 докторов (кроме профессоров, это ведущие научные сотрудники И.Б. Тимофеев, В.С. Черныш, В.Е. Юрасова и доценты В.И. Петров, Э.И. Рау, В.П. Савинов, В.М. Шибков) и 27 кандидатов наук.

За последние 5 лет кафедрой подготовлены 1 доктор (В.П. Савинов) и 17 кандидатов наук.

Кафедра готовит студентов, аспирантов, докторантов и стажеров по специализации "Физика плазмы" и "Физическая электроника". Ежегодно выпускается в среднем около 15 студентов. Всего на кафедре в 2001 г. обучалось 46 студентов и 16 аспирантов.

В 1996-2001 гг. на кафедре проводилась работа по последовательной реализации концепции университетского образования, основанной на единстве учебного процесса и научно-исследовательской работы студентов, которое позволяет обеспечить фундаментальную общефизическую подготовку с углубленным изучением специальных вопросов, входящих в научную тематику кафедры. Основой теоретической подготовки является система взаимосвязанных курсов, в которой реализуется общий принцип перехода от более общего к частному. При этом cначала излагаются общеотделенческие фундаментальные курсы, а затем происходит конкретная более узкая специализация с углубленным изложением специальных вопросов в системе спецкурсов при соответствующем увеличении объема информации для каждого конкретного раздела. Была разработана структура лекционных курсов, в соответствии с которой кафедрой велось преподавание курсов "Колебания и волны в плазменных средах" и "Физические основы электроники твердого тела" для студентов отделения радиофизики и электроники и осуществлялось полное обеспечение учебного процесса на 3-6 курсах, включая чтение 33 специальных курсов и работу 3-х спецпрактикумов, проводя подготовку около 15 специалистов ежегодно.

В учебном процессе помимо преподавателей принимают активное участие все научные сотрудники кафедры.

Чтение общеотделенческих курсов осуществляется согласно учебному плану в VII-VIII семестрах. Параллельно для студентов кафедры читаются их дополнительные разделы, целью которых является более подробное рассмотрение вопросов, излагаемых в отделенческих курсах с точки зрения задач кафедры недостаточно полно.

На пятом курсе читаются обязательные и факультативные спецкурсы параллельно для двух специализаций студентов, выпускаемых кафедрой: физика плазмы и физическая электроника. Параллельно этим основным курсам читается блок лекционных курсов в рамках программы ОУНЦ и научно-учебного центра (НУЦ), что позволяет готовить специалистов с еще более глубокой специальной подготовкой, связанной с конкретными запросами науки и техники и ориентированной на изложение физических основ современных технологий.

В 1996 - 2001 гг. кафедрой проведена работа, выполнявшаяся в рамках УМО при Министерстве образования РФ по подготовке Государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по специальностям: "Физика", разделы "Радиофизика и электроника" и "Фундаментальная радиофизика и физическая электроника". Кроме того, кафедра принимала участие в разработке Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности "Информационные системы в естественных науках" (Радиофизика).

В связи с изменениями, произошедшими в учебном плане отделения радиофизики и электроники проведена работа по созданию новых специальных курсов по основам физики конденсированных сред, которые должны стать одними из базовых в системе подготовки специалистов по специальности "Физическая электроника". Это "Элементы физики твердого тела", "Дополнительные главы электродинамики материальных сред" и "Дополнительные главы электроники твердого тела".

Практическое закрепление теоретического материала и приобретение необходимых экспериментальных навыков достигается благодаря сочетанию лекционных курсов и практических занятий в практикуме и научных лабораториях кафедры. Работе спецпрактикумов кафедра уделяла особое внимание. В итоге проделанной работы в спецпрактикуме твердотельной электроники поставлена новая задача "Электронно-стимулированная десорбция с поверхности твердых тел"; готовятся к запуску две новых задачи: "Ионная пушка" и "Анализ состава твердотельных структур с помощью масс-спектрометрии вторичных ионов". Эти задачи базируются на использовании современного дорогостоящего вакуумного оборудования и их постановка оказалась возможной только за счет привлечения средств, полученных по грантам. В спецпрактикуме по газовому разряду ряд задач дополнен новыми упражнениями. В настоящее время часть задач для студентов V курса ставится непосредственно в научных лабораториях кафедры и ОУНЦ.

За период с 1996 г. было создано 10 компьютерных задач, 4 новые компьютерные задачи находятся в стадии подготовки. Кафедра предполагает в следующем году организовать на этой основе новый специальный компьютерный практикум по физическим основам плазменных и лучевых технологий.

Высокая профессиональная подготовка выпускников кафедры достигается вовлечением студентов (начиная с 3-го курса) в активную научную работу, при этом особое внимание уделяется индивидуальной работе со студентами как в научных лабораториях, так и на студенческих семинарах. Начиная с 5-го курса, студенты участвуют в работе научных семинаров.

Эффективность лекционной системы обучения во многом определяется наличием учебников и учебных пособий, поэтому продолжена работа по их созданию по всем читаемым курсам. В настоящее время учебники и учебные пособия имеются по 14 лекционным курсам, из которых 4 изданы в истекший период. Полностью подготовлены к печати еще 5 учебных пособий. Всего за пять лет издано 10 учебных пособий и монографий.

Все отмеченные мероприятия помогают формированию у студентов соответствующего научного кругозора и способствуют высокопрофессиональной подготовке выпускников.

Кафедра постоянно ведет работу по подготовке специалистов высшей квалификации через докторантуру, аспирантуру и институт стажеров. Аспиранты кафедры специализируются по следующим направлениям: физика плазмы; физическая электроника; физика твердого тела. Эти разделы практически полностью объединяют направления научно-исследовательской работы кафедры.

Кафедра ведет постоянную научно-исследовательскую работу в рамках научных лабораторий физики газоразрядной плазмы и твердотельной электроники, Объединенного учебно-научного центра Фундаментальные основы высоких технологий и современных методов исследования в физике , Научно-учебного центра субмикронной технологии и диагностики материалов электронной техники Минбразования и РАН и Совместной лаборатории проблем плазменного и ионно-лучевого нанесения покрытий Московского и Чувашского госуниверситетов.

Основным источником финансовой поддержки кафедральных НИР являются средства, получаемые по различным грантам, программам, проектам и хоздоговорам. Кафедра активно участвует в 4 крупнейших федеральных научно-технических программах: "Интеграция", "Перспективные технологии и устройства микро- и наноэлектроники", "УТС и плазменные процессы" и "Новые материалы". При этом в программе "Интеграция" в рамках ОУНЦ Фундаментальные основы высоких технологий и современных методов исследования в физике кафедра является головной организацией, объединяющей и координирующей научные исследования двенадцати ведущих институтов РАН и вузов России. Кафедра участвует в программе "Интеграция" и как исполнитель - в рамках Учебно-научного центра фотонной энергетики МГТУ им. Баумана. Кроме этого, выполняется целый ряд проектов Миннауки и Минобразования, проектов РФФИ и программы "Университеты России", а также ряд хоздоговорных работ.

О широких международных связях кафедры свидетельствуют 9 международных проектов. Среди них проект с Министерством морского флота США "Исследования эпитаксиальных структур нитрида галлия, выращенных по новой низкотемпературной технологии", проект НАТО "Научное и техническое развитие усовершенствованных углеродных волокон и покрытий", два партнерских проекта Международного Научно-Технического Центра, связанных с исследованиями в области сверхзвуковой плазменной аэродинамики и др. Среди партнеров кафедры по научным исследованиям - Солфордский университет (Англия), Университет Париж-ЮГ (Франция), Копенгагенский университет (Дания), Юньнанский университет (Китай), Национальный университет г. Чеджу (Республика Корея), Институт Макса Планка (г.Штутгарт, Германия), Гумбольдский университет (Берлин, Германия).

Об уровне научной работы на кафедре говорит и большое число публикаций: среднее количество статей за год -45, докладов на международных конференциях - 40.

На кафедре регулярно работают два научных семинара: по физике плазмы и газового разряда и твердотельной электронике.

Кафедра отвечает за организационно-техническое обеспечение работы Ученого совета ОРФ и специализированного ученого совета Д 501.001.66, проводящего защиты докторских и кандидатских диссертаций по специальностям 01.04.08 - Физика плазмы, 01.04.04 - Физическая электроника, 01.04.13 - Электрофизика, электрофизические установки, 01.04.01 - Приборы и методы экспериментальной физики.

Кафедра является одним из основных организаторов международных конференций "Взаимодействие ионов с поверхностью" (за последнее время это ВИП 13 - 1997, ВИП 14 - 1999, ВИП 15 - 2001) и Всероссийских научно-технических конференций "Микро- и нано-электроника". Начиная с 1999 г. на международной Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС была организована и стала регулярно работать секция "Физические основы плазменных технологий", к участию в работе которой привлекаются студенты, аспиранты и молодые ученые физического факультета МГУ. Наконец, была возобновлена работа конференции по физике низкотемпературной плазмы, организована и проведена совместно с Даггосуниверситетом II Всероссийская конференция по физической электронике в г. Махачкала.

Сотрудники кафедры участвуют в работе различных координационных советов РАН, Минобразования и Министерства науки- и технологий; являются членами редакционных коллегий 7 научных журналов, членами программных комитетов многих международных и всероссийских конференций.

Список монографий, учебников и учебных пособий, опубликованных кафедрой физической электроники в 1996-2001 гг.

1. Зарин А.С., Кузовников А.А., Шибков В.М. "Свободно локализованный СВЧ-разряд в воздухе". Москва, 1996, 204с.
2. Kudryavtsev Yu. P., Evsyukov S., Guseva M., Babaev V., Khvostov V., "Carbyne - a linear chainlike carbon allotrope", 1997, 69 p.
3. Александров А.Ф., Рухадзе А.А. "Лекции по электродинамике плазмоподобных сред", 1999, 450 с.
4. Девятов А.М., Шибков В.М. "Элементарные процессы в ионизованном газе", 1999, 100 с.
5. Сборник задач компьютерного практикума. Под ред. Александрова А.Ф., Петрова В.И. 2000, 152 с.
6. Петров В.И., Лукьянов А.Е. "Сканирующая микроскопия", часть 1. 2001, 109 с.
7. Юрасова В.Е. Взаимодействие ионов с поверхностью. Избр. труды. 1999, 640 с.
8. Вопросы плазменной СВЧ-электроники и теории плазмы. Сборник научных трудов, посвященный 70-летию А.А.Рухадзе. Под ред. проф. Кузелева М.В. 2000, 330 с.
9. "Энциклопедия низкотемпературной плазмы", Вводный том, кн.I. Раздел IV. Генерация плазмы и газовые разряды. Под ред. А.Ф. Александрова и Ю.П. Райзера. Изд. "Наука", 2000.
10. "Энциклопедия низкотемпературной плазмы", Вводный том, кн.IV. Раздел X, Плазменная электроника. Под ред. А.А. Рухадзе. Изд. "Наука", 2000.
11. Капцов Л.Н., Солнцев Г.С. "Николай Александрович Капцов". Серия Выдающиеся Ученые Физического Факультета МГУ. Вып. IV.-М.: Физический факультет МГУ, 2001.-96 с.

Зав. кафедрой физической электроники,
профессор А.Ф. Александров