Руководитель научного сообщества: Максименко Сергей Афанасьевич, доктор физ.-мат. наук, профессор, директор НИУ «Институт ядерных проблем» БГУ

Основные направления научных исследований, проводимых в рамках научного сообщества:

1. Исследования в области электромагнитных свойств наноструктур, разработка электродинамики наноструктур, моделирование взаимодействия электромагнитного излучения с различными наноструктурами (углеродные нанотрубки, графен, квантовые точки и др.) включая нелинейные и квантово-электродинамические эффекты.

2. Исследования в области физики и электродинамики конденсированных сред со сложной структурой с целью установления их физических свойств и разработки перспективных материалов для лазерной техники, детекторов ионизирующих излучений, нанотехнологии. Изучение взаимодействия электромагнитного излучения с биологическими объектами.

3. Создание физического базиса разработки электронных и оптических наноприборов, решение прикладных задач электродинамики сложно-структурированных систем.

Публикационная активность научной школы.

С 2017 по 2022 год участниками научной школы опубликовано более 100 статей в научных изданиях, включенных в системы цитирования «Web of Science»/Scopus; более 100 статей в журналах, входящих в Перечень научных изданий Республики Беларусь для опубликования результатов диссертационных исследований; 3 монографии.

История создания научной школы.

Создана и быстро развивается новая исследовательская дисциплина – наноэлектромагнетизм, объединяющая методы и подходы классической электродинамики, современной квантовой физики конденсированного состояния и физической электроники с целью моделирования оптических и электронных свойств наноструктур. Выполненные исследования формируют наноэлектромагнетизм как самостоятельное направление, обеспечивающее пионерские результаты по предсказанию физических эффектов в наноструктурах и моделированию отклика наноструктур на электромагнитные воздействия. Выбор тематики исследований диктовался современными тенденциями в развитии научных исследований – последние два десятилетия развития науки и технологии ознаменовались быстрым прогрессом в синтезе различных типов искусственных сред и материалов, обладающих наноразмерной структурированностью и свойствами, существенно отличающимися от свойств природных сред. По сути дела, происходит фундаментальный перелом в физике и химии конденсированного состояния, значительно расширяющий наши представления о природе твердых тел и наши возможности управления их свойствами, сделан решительный шаг к созданию материалов, приборов и устройств с новыми уникальными свойствами.

В макроскопическом мире процессы взаимодействия электромагнитного поля с веществом являются предметом классического раздела физики – электромагнетизма, а инструментом исследования этих процессов является электродинамика, базирующаяся на уравнениях Максвелла для электромагнитного поля и обладающая мощным набором методов и средств решения чрезвычайно сложных задач. Многие разделы электродинамики, например теория цепей или теория электромагнитной совместимости, давно уже стали инженерными дисциплинами, без которых невозможны решения огромного числа инженерно-технических задач и качественная подготовка специалистов радиотехнического профиля. В свете развития нанотехнологий моделирование наноструктур и наноразмерных элементов цепей и систем является одним из магистральных направлений развития современной электродинамики. В связи с этим возникают новые постановки задач, а хорошо известные приемы и методы наполняются новым содержанием.

Важно подчеркнуть, что в силу эффекта пространственного ограничения движения носителей заряда, присущего наноразмерным объектам, решение задач взаимодействия электромагнитных волн с такими объектами выходит за рамки классической электродинамики и требует привлечения современных методов физики твердого тела. Другими словами, в наномире возникает неразрывная связь уравнений Максвелла и уравнения Шрёдингера, и наноэлектромагнетизм является методологической базой для решения задач электродинамики наноструктур. Термин «наноэлектромагнетизм» был впервые введен в научный оборот в работе.

• S.A. Maksimenko and G.Ya. Slepyan, Nanoelectromagnetics of low-dimensional structures, in "The Handbook of Nanotechnology: Nanometer Structure Theory, Modeling, and Simulation," Ed. by: A. Lakhtakia, SPIE Press, 2004, pp. 145-206. doi: 10.1117/3.537698.ch5

и в настоящее время стал общеупотребимым.