Миэтовцы поставили новый мировой рекорд по сборке сканирующих зондовых микроскопов
Студенты 4 курса группы ЭН-46 (направление подготовки «Электроника и наноэлектроника») Анастасия Демидова и Дмитрий Корляков установили мировой рекорд в соревнованиях по сборке сканирующих зондовых микроскопов. 26 февраля 2021 года они собрали прибор за 4 минуты 34 секунды, побив тем самым рекорд 2020 года – 4 минуты и 50 секунд. Второе место заняли Тимофей Армизонов и Дмитрий Ичеткин, третье – Константин Никитин и Илья Минаев.
История соревнований
Единственный в мире зондовый микроскоп, который на занятиях можно разбирать и собирать и который при этом имеет такие профессиональные характеристики как атомное разрешение, был создан в 2009 году в МИЭТе и серийно выпускается на заводе «Протон» под маркой «СММ-2000». Его автором стал начальник Научно-исследовательской лаборатории атомной модификации и анализа поверхности полупроводников, старший преподаватель кафедры квантовой физики и наноэлектроники (КФН) Борис Альбертович Логинов. К этим микроскопам он создал также уникальный учебный курс «Сканирующая зондовая микроскопия и нанотехнологии» с уроками по пошаговой сборке микроскопов и увлекательными опытами в области «нано» и начал преподавать на кафедре КФН, где и были придуманы и организованы соревнования.
За прошедшие 12 лет к соревнованиям присоединились образовательные учреждения из почти 50 городов России и из-за рубежа; эти учреждения также приобрели учебные классы с микроскопами «СММ-2000». «Отличительная черта данных соревнований в том, что они проходят не в определенные дни месяца или года. Скорее, они приурочены к каким-то важным для образовательных центров и для науки в целом датам. Соревнования проводятся по единым правилам, выработанным в МИЭТе. В этом году первенство снова за кафедрой КФН МИЭТ. Посмотрим, побьет ли кто-нибудь наш рекорд?», – говорит Борис Альбертович.
Чтобы стать участником соревнований, необходимо пройти обучающий курс по зондовой микроскопии, который включает в себя не только обучение сборке микроскопов, но и ряд лабораторных исследований и экспериментов.
На фото: Б.А. Логинов читает лекцию в Образовательном центре «Сириус»
Значение соревнований для науки
Основная идея соревнований заключается в том, чтобы студенты и школьники погрузились в тонкости зондовой микроскопии. «Везде в мире есть классы, в которых ребята учатся на зондовых микроскопах, – констатирует Логинов, – но разбирать их нигде не позволяют, есть риск сломать, а приборы очень дорогие и не приспособленные для разборки. Но ведь ситуация с наукой в мире такова, что открыть что-то новое, используя стандартные приборы, уже очень трудно, сотни тысяч исследователей уже делают это. Шанс открытий существенно повышается, если исследовать объекты в необычных условиях, например, при высоких или сверхнизких температурах и давлении, а также в разных средах. Но для этого обычно требуется серьезно влезть в конструкцию приборов. Успешно сделать это может лишь тот, кто ее досконально знает, как и материалы, из которых приборы сделаны. Сборка-разборка и, как итог, соревнования в этой области позволяют изменить эту ситуацию и дать нашим учащимся шанс стать первооткрывателями. После соревнований в учебном курсе мы разрешаем студентам проводить различные эксперименты, проверять собственные гипотезы, пробовать делать научные открытия с помощью этого уникального устройства. Не так давно один из моих студентов поместил микроскоп в газовую камеру с метаном и нагрел образец до 1200 градусов, он светился белым цветом! Но с микроскопом ничего не случилось, ведь образующего пламя кислорода в камере не было, микроскоп четко сканировал горящий образец, а мой студент-смельчак открыл образование новой формы графена в виде пузырьков и написал научную статью, которую приняли в один из ведущих мировых журналов по физике – “Applied Surface Science”». Оригинальные статьи, бывает, удается написать и школьникам. А если учащиеся ничего не открывают – все равно их степень овладения зондовыми микроскопами намного выше, чем на обычных курсах.
Уникальность зондового микроскопа
За создание сканирующего зондового микроскопа, который помещается на столе и при этом имеет атомное разрешение, в 1986 году была вручена Нобелевская премия. Именно с началом выпуска этих микроскопов стартовало и направление «нано». Впоследствии многие страны мира стали выпускать эти микроскопы, и они уверенно вошли в научные лаборатории несколько потеснив электронные и оптические микроскопы. Однако, сделать зондовый микроскоп профессионального качества, и при этом легко разбираемый и собираемый учащимися без риска его порчи – удалось сделать только миэтовским ученым, что позволило привлечь в науку существенно больше людей, подключив и студентов, и школьников.
