Сергей Аполлонович Никитов родился 23 апреля 1955 года в г. Бердичев
Житомирской области, УССР.
В 1979 году
окончил факультет физической и квантовой электроники Московского
физико-технического института (ныне — Государственный национальный
исследовательский университет), затем в 1982 году окончил аспирантуру при МФТИ.
Поступил на работу во Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники АН
СССР (ИРЭ) в должности младшего научного сотрудника, с 1985 года — старший
научный сотрудник, с 1991 года — ведущий научный сотрудник, заведующий
Лабораторией «Магнитные и оптические методы обработки информации». С 1995 года
— главный научный сотрудник и заведующий Лабораторией в Московской части ИРЭ
РАН, в 2002–2014 гг. — заместитель директора по науке ИРЭ РАН, с 1995 года
возглавил Лабораторию магнитных и оптических явлений в тонкоплёночных
гетероструктурах, с 2014 года — директор ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, с 2015
года — заведующий Отделом физических основ наноэлектроники.
Директор
Института механики и физики Саратовского национального исследовательского
государственного университета им. Н.Г. Чернышевского, руководитель Лаборатории
«Метаматериалы» СГУ.
Заведующий
кафедрой прикладных информационных технологий Московского физико-технического
института, а также заведующий кафедрой информационной безопасности Российского
нового университета.
В 2000 году —
исследователь Национального центра научных исследований (Тулуза, Франция).
Член-корреспондент
РАН c 2003 года, академик РАН c 2022 года — Отделение нанотехнологий и
информационных технологий.
Академик С.А.
Никитов — известный учёный-физик, специалист в области информатики и создания
элементной компонентной базы, твердотельной микро- и наноэлектроники, физики
твёрдого тела, электроники и физики магнитных явлений, акусто- и
магнитоэлектроники, магнитооптики. Он ведёт исследования в области
информационных технологий, элементной базы, квантовых технологий,
волоконно-оптических технологий, физики конденсированного состояния,
спинтроники, магноники, фотонных кристаллов, метаматериалов, нелинейной
динамики спиновых и акустических волн в тонких плёнках ферро- и антиферромагнетиков,
ферритов и сегнетоэлектриков, физики фазовых переходов в магнитных средах,
сверхтонких магнитных плёнок и многослойных структур на их основе. Для него
характерен глобальный подход к решению физических задач и видение перспектив
проводимых исследований. В области его научных интересов: электроника,
радиотехника, электроакустика, ультразвуковая и инфразвуковая техника,
электроакустические приборы, гидроакустическая аппаратура, приборостроение,
общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного
хозяйства, патентное дело, изобретательство, рационализаторство.
С 1995 года С.А.
Никитов — член Российского физического общества, с 2000 года — член Российского
магнитного общества, с 2006 года — член Российской академии инженерных наук, с
2007 года — член Российского научно-технического общества радиотехники,
электроники и связи имени А.С. Попова. Является членом IEEE (Институт
инженеров по электротехнике и радиоэлектронике / The Institute of
Electrical and Electronics Engineers); в 2010 году он был избран
заместителем председателя Российской секции (Russia section) IEEE.
В 1982 году
защитил кандидатскую диссертацию «Магнитостатические волны в периодических
структурах», в 1991 году защитил докторскую диссертацию «Нелинейные спиновые и
электромагнитные волны в тонкоплёночных магнитных структурах», с 1995 года —
профессор.
С.А. Никитов
считает себя учеником академика Юрия Васильевича Гуляева — одного из крупнейших
учёных-физиков, основателя направления функциональной электроники.
С.А. Никитову
удалось создать целый ряд интегральных устройств функциональной электроники,
таких как линии задержки, резонаторы и разнообразные фильтры СВЧ диапазона,
работающих на частотах вплоть до 20 ГГц. В этой области им были получены
фундаментальные результаты, важные, как для понимания физики процессов,
связанных со спиновыми волнами, так и для будущих экспериментальных
исследований и практических применений. Им было предложено новое направление в
физике тонкоплёночных магнитных гетероструктур — исследование нелинейных
процессов в таких объектах. Им впервые были предсказаны, а в дальнейшем с
коллегами экспериментально обнаружены параметрические процессы, явление
самофокусировки, нелинейного взаимодействия спиновых, акустических и плазмонных
волн в гетероструктурах, содержащих слои ферро-, антиферромагнетиков, пьезо– и
сегнетоэлектриков и полупроводников.
Основные научные
результаты С.А. Никитова:
• Разработаны основы нелинейной динамики спиновых волн в плёнках магнетиков, построена теория их распространения и релаксации, теория их самовоздействия и автомодуляции, предсказаны новый механизм спин-фононной релаксации и фазовой кросс-модуляции.
• Предложены, проверены и внедрены методы магнитной контактной печати и исследования микромагнитных структур, на основе спектрального и корреляционного анализа.
• Разработан метод магнитооптической визуализации микромагнитных объектов.
• Впервые разработаны принципы устройств частотной селекции нового поколения (на частоты 0,8–5 ГГц) на поверхностных акустических волнах и создана технология их производства.
• Предложен новый класс магнитных микро- и нанометаматериалов: магнонных и магнито-фотонных кристаллов — строго периодических магнитных структур, в которых существуют полные запрещённые состояния для магнонов (спиновых волн) и фотонов. Подобные кристаллы перспективны для создания принципиально новых устройств обработки информации.
• Разработаны на основе новых информационных технологий принципы системы управления учреждениями, система внедрена и функционирует в отечественных организациях.
С.А. Никитовым
разработана технология и изготовлены методом «сверления» первые отечественные
образцы микроструктурных («дырчатых») одномодовых оптических волокон (МОВ) типа
«фотонных кристаллов» для сверхширокополосных систем связи, а также датчиков
тока и напряжения. На данных образцах волокон наблюдалась генерация светового
континуума. Впервые предложено использовать МОВ при создании датчиков тока и
напряжения. Созданы образцы датчиков с рекордными значениями погрешности
измерений — лучше 0,1 % в диапазоне температур 1000 °С.
На основе
технологий молекулярно-лучевой эпитаксии, магнетронного распыления и
электронно-лучевой литографии им разработаны новые спин-электронные магнитные
материалы, микроволновые структуры и метаматериалы со спиновым управлением для
создания перспективных микроволновых приборов повышенного быстродействия и
низкого энергопотребления. Разработаны новые нелинейные спин-волновые приборы
обработки информации для телекоммуникационных сетей (фильтры, резонаторы, линии
задержки). Построена теория пороговых эффектов интенсивных бегущих спиновых
волн и самовоздействия нелинейных волн. С.А. Никитовым разработаны основы
нелинейной динамики спиновых волн в тонких плёнках магнетиков, построена теория
распространения и релаксации интенсивных спиновых волн.
В результате
совместных работ с зарубежными коллегами С.А. Никитовым впервые были предсказан
и обнаружен эффект пространственной самофокусировки спиновых волн,
существование солитонов спиновых волн в тонкоплёночных структурах, предложен и
экспериментально подтверждён новый метод магнитной импринт-литографии и другие.
С.А. Никитов
разработал основы новой области физики магнетизма и СВЧ-электроники —
магноники. Разработал новые принципы элементной базы устройств для сверхбыстрой
энергоэффективной обработки и передачи информации на базе нейроморфных
процессоров, спинтроники, магноники и спин-фотоники.
Разработал и
исследовал новый класс магнитных микро- и нанометаматериалов — магнонных
кристаллов. На их основе созданы перспективные микроволновые приборы со
спиновым управлением повышенного быстродействия и низкого энергопотребления.
Им созданы
образцы датчиков с рекордно малыми значениями погрешности измерений. Разработал
основы устройств частотной селекции и радиочастотной идентификации нового
поколения (на частоты 0,8–6,45 ГГц) на основе поверхностных акустических волн.
В начале 2000-х
годов С.А. Никитов с коллегами начал исследования в области радио- и
медико-биологической физики, посвящённые обработке данных, сигналов и
изображений. В частности, определены алгоритмы некоторых биологических
механизмов и закономерностей, а именно, дискретно-импульсный вид представления
данных (спайковый характер сигналов нейронов), закон Вебера-Фехнера о порогах
квантования уровней стимула (частотно-импульсная модуляция сигналов) и т. д.
Изучены точечные процессы в качестве прототипов сигналов нейронного
(импульсного) типа, а также даны ответы на вопросы выделения информации из
точечных процессов (цикл этих работ был выполнен в 1995–2015 гг.).
С.А. Никитов
проводил исследования в области волоконной оптики. В частности, им с коллегами
исследованы возбуждения, резонансные и другие эффекты, связанные с
распространением оболочечных мод волоконных световодов, эффекты взаимодействия
этих мод с модами сердцевины волокна, в том числе в фотонно-кристаллических
волокнах. Им был предложен новый метод создания таких волокон на основе
«сверления» заготовок с последующей вытяжкой волокон. Бали получены важные
результаты, имеющие прикладное значение по созданию сенсоров различных
физических величин на основе наклонных волоконных брэгговских решёток (НВБР), в
том числе при наличии металлического (плазмонного) покрытия. На основе
проведённых исследований была опубликована монография «Оболочечные моды
волоконных световодов».
Более 30 лет
С.А. Никитов является руководителем НИР и НИОКР в рамках программ научных
исследований РАН, РФФИ, Министерства образования и науки, Министерства
промышленности и торговли, Министерства телекоммуникаций и информатики РФ.
Участвовал в 23 конкурсах, в 7 проектах, из них в 5 — в роли руководителя.
Преподаваемые им
дисциплины: «Физика твёрдого тела», «Антиферромагнитная спинтроника и
магноника». Многие годы читает основной курс по физике твёрдого тела в МФТИ на
ФФКЭ и в Физтех-школе электроники, фотоники и молекулярной физики. В 2022 году
в рамках российского форума «Микроэлектроника 2022» состоялась Школа молодых
учёных (ШМУ) — заместителем председателя Программного комитета был С.А.
Никитов. Он работает в Университетах Манчестера (Англия), Бохума (Германия),
Тулуза (Франция), Рима (Италия), Сеула (Корея). В 1993–1994 гг. С.А. Никитов —
стипендиат Фонда А. фон Гумбольдта, Рурский университет в Бохуме, Германия, в
1999 году — стипендиат фонда Ландау-Вольта (естественные науки), Рим, Италия.
Более десяти лет
С.А. Никитов руководит Институтом радиотехники и электроники имени В.А.
Котельникова РАН. Решение о создании Института было принято в 1953 году в связи
с развитием атомного и космического проектов, чтобы решать проблемы, связанные
с доставкой вооружения, ракетными связями и т. д. Затем было решено создать
Фрязинский филиал Института, затем — филиал в Саратове и ещё один филиал — в
Ульяновске. Сегодня в ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, включая 3 филиала,
трудится более 1000 сотрудников, в числе которых 3 академика, 4
члена-корреспондента РАН, около 130 докторов и более 280 кандидатов наук.
Основная задача
Института, которую ставит перед коллективом С.А. Никитов — проведение
фундаментальных и прикладных исследований в области радиотехники, радиофизики,
электроники и информатики по 17 научным направлениям. Например, это
дистанционное зондирование Земли и из космоса, и не только из космоса: есть
научные Лаборатории, которые располагаются, например, на самолёте и с помощью
аппаратуры могут исследовать поверхность Земли, например, отслеживать пожары
ещё до того, как они начались. Или, как это было в 2018 году — обнаружить
огромнейший Бурейский оползень рядом с Амуром: спутниковые данные, обработанные
коллегами, позволили определить, что это было известно ещё за 14 лет до
события, т. е. в 2004 году. Оползень — это сотни метров почвы, перекрывшие
реку, а там — Бурейская ГЭС! Есть острая необходимость предотвратить
катастрофические последствия.
В Институте было
придуман лазерный интерферометр длиной 1,1 тыс. м в форме вытянутого
треугольника — он зарыт в землю на глубине около 2 м, проложены волноводы, и
лазерный луч бегает по этому интерферометру, видит малейшие колебания почвы. В
частности, Цусимская катастрофа была им просчитана — он «видел» колебания почвы.
Создается
уникальная аппаратура медицинского назначения, в частности связанная с
космосом. Сумели создать приборы, умеющие измерять магнитную кардиографию и
магнитную энцефалографию — магнитокардиографы стояли в десятке больниц в
Москве. Разрабатывается новое направление — магноника или диэлектрическая
спинтроника — его придумали в Институте. Каждый электрон крутится, у него есть
собственный магнитный момент, спин — и этот магнитный момент может быть разным,
направленным в разные стороны. Электроны движутся, аккумулируют, собирают
магнитный момент в одном месте с тем или иным направлением. Спинтроника, таким
образом, связана с магнитным моментом электрона. Это направление, которым
сейчас занимаются в Институте, особенно важно для антиферромагнитных материалов.
Есть ферромагнетики, а есть антиферромагнетики, в них по-разному движется
магнитный момент — эти магнитные моменты компенсируют друг друга и, как может
показаться, магнитный момент в сумме равен нулю. Но и у одного, и у другого
сильный магнитный момент, и если сделать так, чтобы они взаимодействовали, то
собственные частоты могут быть в области терагерц. Эта область до сих пор слабо
изучена — поэтому в Институте данным явлением занимаются. Применений может быть
множество. Например, магнитная запись на магнитном носителе. Ферромагнитный
материал разбит на области с разной намагниченностью, где намагниченность лежит
в разных направлениях, чтобы общая энергия этого магнетика была минимальной.
Получается: один домен — это бит информации, который человек может считать, а
другой домен — другой бит информации. Отсюда возникают цифры, числа, слова,
фразы, словом, вся человеческая цивилизация. Если работать с помощью
электрических сигналов, то можно считывать информацию с частотой не больше 10
ГГц — это раз в миллиардную долю секунды, и быстрее не получается. А при
оптическом считывании можно быстрее, оптика — это свет, т. е. в 10 тыс. раз
быстрее. Сейчас речь идёт о квантовой связи, о квантовых коммуникациях, о том,
что два квантовых состояния электронов могут быть перепутанными, и это даёт
принципиально новые возможности.
Институт готовит
научные кадры высшей квалификации через аспирантуру и докторантуру, при
Институте работают три докторских диссертационных совета. Здесь действует
базовая кафедра «Наноэлектроника и фотоника» — основная область научных
интересов сотрудников Кафедры: наноэлектроника, магноника, плазмоника,
фотоника, топологические материалы, квазиодномерные и квазидвумерные проводники
с волнами зарядовой плотности, низкоразмерные структуры и сверхпроводниковые
детекторы излучения.
Большое число
научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполненных в
Институте, отмечены государственными наградами, зарегистрированы в качестве
изобретений и открытий.
В 2010 году С.А.
Никитов стал одним из первых в стране победителей конкурса «мегагрантов»,
призванного создать Лаборатории мирового уровня в высших учебных заведениях
России. В качестве организации им был выбран Саратовский госуниверситет им.
Н.Г. Чернышевского и в нём создавалась Лаборатория «Мегаматериалы», которая
дала вузу возможность проводить уникальные исследования в области
наноэлектроники и нанотехнологий. Помещение Лаборатории — это целый цокольный
этаж новейших приборов в одном из корпусов СГУ. В дальнейшем Лаборатория стала
прототипом подобных Лабораторий, созданных в других университетах.
Новая
Лаборатория располагалась на месте бывшего Научно-исследовательского института
механики и физики, который успешно работал в советское время и, таким образом,
Лаборатория стала важным шагом на пути возрождения НИИМФа, сегодня новый
руководитель Института — С.А. Никитов, созданная Лаборатория «Магнитные
метаматериалы» является одной из опорных структур Института. Исследования,
проводимые в Лаборатории, входят в стратегический проект программы «Приоритет
2030», есть четыре направления работы Лаборатории: фотонных кристаллов,
фононных кристаллов, плазмонных кристаллов, магнонных кристаллов. Исследуются
композитные материалы, свойства которых обусловлены не столько индивидуальными
физическими свойствами их компонентов, сколько микроструктурой самих материалов.
Подобные системы могут обладать отрицательным показателем преломления света,
аномальной магнитной и диэлектрической проницаемостью и другими уникальными
свойствами.
В Лаборатории
получены научные результаты мирового уровня. Новые метаматериалы можно будет
применять во многих сферах жизни. Например, лечить рак с помощью наночастиц
золота, создавать суперсовременные системы медицинской диагностики,
интегральные микросхемы любой сложности, аппараты терагерцевого видения. В
Лаборатории ведутся исследования, связанные с поиском новых типов носителей
информационных сигналов на принципах магноники и спинтроники. В частности, под
руководством С.А. Никитова, был создан комплекс Бриллюэновской спектроскопии,
позволяющий проводить измерения свойств пространственно-временной динамики
когерентных и некогерентных возбуждений в магнитных микро- и наноструктурах.
Особая гордость
Лаборатории — установка BLS: она позволяет изучать физику волновых процессов в
уникальных средах, не встречающихся в природе. Данная саратовская установка —
первая в России, в мире их пока насчитывается всего пять, две находятся в
Германии и по одной — в США, Италии и Польше.
В Лаборатории
создан новый тип наноматериалов — плазмонные нанопорошки, которые уже нашли
применение для аналитических, диагностических и терапевтических целей в
онкологии. В 2014 году С.А. Никитов возглавил один из первых крупных проектов,
поддержанных Фондом перспективных исследований по направлению «Наноплазмоника»,
в результате выполнения которого был получен целый ряд важных фундаментальных и
практических результатов. В августе 2014 году в СГУ в рамках мегагранта под
руководством С.А. Никитова была проведена международная конференция
«Бриллюэновская и микроволновая спектроскопия магнитных микро- и наноразмерных
структур» (BrilMicS — 2014). Основной задачей конференции было
обсуждение дорожной карты развития направления «Магноника» в мировом научном
пространстве.
Перспективным в
Лаборатории считается направление радиоидентификации с применением современных
радиочастотных меток — это своеобразная альтернатива привычному штрих-коду.
В 2024 году С.А.
Никитов выступил организатором проведения в стенах СГУ Международного
симпозиума по спиновым волнам (Spin Waves — 2024). Соорганизаторами
научного симпозиума выступили ИРЭ имени В.А. Котельникова РАН и Научный совет
РАН по физике конденсированных сред.
В СГУ
реализуется крупный грант Российского научного фонда (РНФ) «Метаповерхности для
управления спин-волновыми процессами в магнитных микро- и наноразмерных
структурах» (2019–2025 гг.) с привлечением инфраструктуры мирового уровня —
Центра коллективного пользования «Физика и технология микро- и наноструктур»
Института физики микроструктур РАН (г. Нижний Новгород). С 2023 г. по гранту
РНФ для Лабораторий мирового уровня проводятся исследования по теме
«Наноразмерные многофункциональные устройства магнонной логики и резервуарных
вычислений на спиновых волнах в периодических магнитных гетероструктурах»
(2023–2026 гг.).
С 1985 года С.А.
Никитов, как старший научный сотрудник или как приглашённый специалист посетил
различные университеты в странах: Англия, Франция, Германия, Бразилия, США,
Корея, Италия, Нидерланды, Испания, Япония, Болгария, Польша и др. Был
организатором ряда международных встреч в различных странах, в частности был
содиректором NATO ARW в Италии в 1995 году. Участвует в организации научных
мероприятий в России и за рубежом — им сделано более 200 приглашённых докладов
на международных конференциях и в ведущих научных центрах по всему миру.
Является сопредседателем оргкомитета Всероссийской конференции по спиновым
волнам, членом Программных и Организационных комитетов международных
конференций INTERMAG, International Conference on Ferrites, European Conference
on Magnetism and Magnetic Applications, и других, по магнонике, Восточно-Западной
конференции по магнетизму, Московского Международного симпозиума по магнетизму
и многих других. Является постоянным соруководителем международного семинара по
нелинейным явлениям в твёрдых телах.
Под его
руководством подготовлено 4 доктора и 15 кандидатов наук.
С.А. Никитовым
опубликовано более 600 научных статей, из них 13 монографий и учебных пособий,
более 10 глав в коллективных монографиях, 8 обзоров и статей в журнале «Успехи
физических наук», получено более 55 патентов на изобретения. Специалистам
известны его труды, написанные индивидуально или в соавторстве:
«Диэлектрическая магноника — от гигагерцев к терагерцам», «Diameter-independent
skyrmion Hall angle in the plastic flow regime observed in chiral magnetic
multilayers», «Manipulation of the Dzyaloshinskii–Moriya Interaction in Co/Pt
Multilayers with Strain», «Enhancement of perpendicular magnetic anisotropy and
Dzyaloshinskii-Moriya interaction in thin ferromagnetic films by atomic-scale
modulation of interfaces», «Excitation of Terahertz Magnons in
Antiferromagnetic Nanostructures: Theory and Experiment», «Spin waves in
meander shaped YIG film: Toward 3D magnonics», «Magnetic Direct-Write Skyrmion
Nanolithography», «Magnonic band structure in vertical meander-shaped Co-Fe-B
thin films», «Intensity and magnetization angle reconfigurable lateral
spin-wave coupling and transport», «Magnonic crystal-semiconductor
heterostructure: Double electric and magnetic fields control of spin waves
properties», «Кристаллы нового поколения», «Новейшие методы обработки
изображений», «Оболочечные моды волоконных световодов и длиннопериодные
волоконные решётки», «Одномерные СВЧ фотонные кристаллы. Новые области
применения», «О характерных частотах одноосного ферромагнетика» и др.
Главный редактор
журнала «Радиотехника и электроника», член редколлегий журналов «Микро- и
наносистемная техника», «Нелинейный мир», «Успехи физических наук»,
«Акустический журнал».
Член Российской
академии инженерных наук, Почётный доктор университета Поля Сабатье (Тулуза,
Франция).
Член бюро (по
2019) Отделения нанотехнологий и информационных технологий РАН, член Совета РАН
по космосу, заместитель председателя Научного Совета РАН по проблеме «Научные
основы построения вычислительных, телекоммуникационных и локационных систем»,
учёный секретарь Комиссии президиума РАН по совершенствованию структуры РАН
(2003–2013 гг.), член Комиссии РАН по работе с молодёжью, заместитель
председателя Научного совета РАН по проблеме «Физика магнитных явлений»,
председатель бюро Научного совета РАН «Фундаментальные проблемы создания и
функционирования телекоммуникационных систем», член Научного совета РАН «Науки
о жизни», член Научного совета РАН «Квантовые технологии», член Научного совета
ОНИТ РАН по новым материалам электронной техники, член Научного совета ОФН РАН
по конденсированным средам, член двух докторских диссертационных советов.
Член Экспертного
совета Правительства России, заместитель председателя Координационного совета
направления «Информационные технологии и электроника» Министерства науки и
технологий РФ, член Экспертного совета ВАК РФ по электронике, с 2002 года —
член Российского фонда фундаментальных исследований, с 2007 года — член совета
директоров ООО «Уникальные волоконные приборы», с 2008 года — член Российского
совета рецензентов корпорации «Нанотехнологии», член совета директоров ООО
«Уникальные волоконные приборы», член Совета экспертов Агентства по
информационным технологиям РФ, с 2006 года — член совета директоров ООО
«Инженерный центр».
Сопредседатель
Научного совета Международной ассоциации академий наук (МААН) по проблемам
функциональных материалов электронной техники, с 2003 года — член Общества
исследования материалов (США).
Награждён
медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени.
Ему вручена
Благодарность Президента РФ.
Лауреат премии
Правительства РФ, лауреат премии Комсомола Подмосковья, лауреат премии
Ленинского Комсомола в области физики.
Победитель
Первого конкурса научных мегагрантов — им выигран грант Правительства России
для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством
ведущих учёных в российских вузах и научных организациях (2010 г.)
Отмечен
юбилейной медалью «300 лет Российской академии наук».
Лауреат премии
Гумбольдта (Германия, 1984 г.).