В 2020 году для реализации темы государственного задания «Физика наноструктурированных материалов: фундаментальные исследования и приложения в материаловедении, нанотехнологиях и фотонике» в МПГУ было создано новое структурное подразделение – Лаборатория физики, перспективных материалов и наноструктур –научно-образовательный лабораторный комплекс, оснащенный современным оборудованием для структурного и спектрального анализа фотофизических свойств новых функциональных наноструктурированных материалов, одной из целей функционирования которого является подготовка научно-педагогических кадров высшей квалификации.
Лаборатория оснащена уникальным научным оборудованием и является базой для проведения комплексных теоретических и экспериментальных исследований в области спектроскопии конденсированных сред, оптической нанодиагностики новых перспективных функциональных материалов при комнатной и криогенных температурах (нанокомпозитов, примесных твердых сред, полимерных структур, наночастиц), перспективных для использования в различных приложениях современной фотоники.
Работа по формированию новой лаборатории включала в себя выбор актуальных научных направлений, освоение ультрасовременных методов и объектов исследования, построение лабораторной инфраструктуры, приобретение и настройку научного оборудования, а также привлечение научно-педагогических кадров: докторов наук, кандидатов наук, молодых ученых, аспирантов и студентов, работающих в области оптики и лазерной физики, физики конденсированного состояния, химии, биологии.
Научно-исследовательская работа коллектива организована при взаимодействии и сотрудничестве с ведущими российскими и зарубежными научными центрами: Институт спектроскопии РАН, Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина РАН, Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова, МФТИ, ВШЭ, Сколковский технологический университет SkolTech, Московский политехнический университет, МИСИС, Поволжский государственный технологический университет, Казанский федеральный университет, Институт химической кинетики и горения СО РАН, Объединенный институт высоких температур РАН, Институт биохимической физики им. Н.М. Эммануэля РАН; Институт физики им. Б.И. Степанова НАН Беларуси, Минск, Беларусь (проф. А.С. Старухин); Queensland University, Brisbane, Australia (Prof. Taras Plakhotnik); Bayreuth University, Germany (Prof. Lothar Kador, Prof. Juergern Koehler); Lund University, Sweden (Prof. Ivan Scheblykin); Leiden University, The Netherlands (почетный профессор МПГУ Michel Orrit); Stanford University, USA (почетный профессор МПГУ, лауреат Нобелевской премии W.E. Moerner).
Молодые ученые лаборатории, а также студенты и аспиранты МПГУ и других вузов составляют ядро молодежной секции YOUNG MINDS (http://mspu-ym.ru/) Европейского физического общества (EPS), а руководитель лаборатории является членом дирекции совета по квантовой электронике и оптике EPS .
Ядро коллектива лаборатории составляют члены научной школы МПГУ “Оптико-спектральная наноскопия квантовых объектов и диагностика перспективных материалов”.
Научная школа МПГУ «Оптико-спектральная наноскопия квантовых объектов и диагностика перспективных материалов» под руководством члена-корреспондента РАН А.В. Наумова представлена межинститутским научным коллективом, выполняющим широкий спектр фундаментальных научных исследований в области физики конденсированного состояния, полупроводниковых наноструктур и поверхности, включая селективную лазерную спектроскопию органических молекул, флуоресцентную наноскопию, спектроскопию комбинационного рассеяния света, методы синтеза и структурной диагностики наноструктурированных материалов.
Лидером научной школы является доктор физ.-мат. наук, профессор РАН, член-корреспондент Российской академии наук Андрей Витальевич Наумов – специалист в области селективной лазерной спектроскопии и флуоресцентной наноскопии примесных конденсированных сред и нанообъектов, автор более 150 научных работ в рецензируемых изданиях (из них: 3 монографии, 3 учебных пособия, 93 (112) статей, индексированных в международных базах данных научного цитирования Web of Science (Scopus); индекс Хирша: 21 (Web of Science); 26 (Google Scholar); член бюро координационного совета профессоров РАН; председатель рабочей группы профессоров РАН по вопросам интеграции науки и образования; избранный член дирекции совета по квантовой электронике и оптике Европейского физического общества (Quantum Electronics and Optics Division of the European Physical Society); член комиссии РАН по популяризации научных знаний; эксперт РАН, РФФИ, РНФ, РИНКЦЭ; главный редактор журнала «Фотоника», заместитель главного редактора журнала «Известия РАН. Серия физическая», член редакции журнала «Физика в школе»; лауреат медали Президиума РАН, медали Academia Europaea, международной премии Wiley VCH, международной премии Rusnanotech; награжден ведомственными наградами.
Научная школа «Оптико-спектральная наноскопия квантовых объектов и диагностика перспективных материалов» начала свою работу в МПГУ с 2014 года после объединения кафедр теоретической физики и физики твердого тела и включила в область своих интересов направления двух научных школ МПГУ: «Селективная лазерная спектроскопия сложных органических соединений» (основатели проф. Э.В. Шпольский и проф. Р.И. Персонов) и «Физические основы механических и электро-физических свойств полимеров» (основатель проф. Г.М. Бартенев). Тематика исследований новой научной школы сформировалась «на стыке интересов» исследований в области флуоресцентной наноскопии и спектроскопии одиночных квантовых излучателей, проводимых в межинститутской научной группе под руководством проф. РАН А.В. Наумова, и работ в области физики полимерных нанокомпозитов под руководством почетного профессора МПГУ И.В. Разумовской. В 2022 году научная школа «Оптико-спектральная наноскопия квантовых объектов и диагностика перспективных материалов» стала победителем конкурса на соискание грантов Президента Российской Федерации и получила статус ведущей научной школы Российской Федерации.
В 2015 году объединенной кафедре теоретической физики решением Ученого совета МПГУ было присвоено имя проф. Э.В. Шпольского. Эдуард Владимирович Шпольский – доктор физико-математических наук (1933), профессор (1934), заведующий кафедрой теоретической физики (1939–1972), лауреат Ордена Ленина (1953), Ордена Трудового Красного знамени (1972), Государственной премии СССР (1970), Заслуженный деятель науки РСФСР (1968). Э.В. Шпольский обучался в Московском государственном университете. Научную работу начал в 1913 году в Московском городском народном университете имени А.Л. Шанявского под руководством П.П. Лазарева. Во время Первой мировой войны работал рентгенологом, обслуживая передвижные госпитали Москвы и Московской губернии. Работал в НИИ физики и биофизики (1918–1923) и преподавал в Московском университете (1918–1929). С 1932 г. преподавал на кафедре физики МГПИ. С 1939 г. – заведующий кафедрой теоретической физики. В 1967 г. организовал при кафедре проблемную лабораторию спектроскопии сложных органических соединений, откуда вышло большое число работ в области физических основ фотохимии, люминесценции и спектроскопии.
В 1918 году Э.В. Шпольский совместно с С.И. Вавиловым и П.П. Лазаревым создал журнал «Успехи физических наук» и вел его со 2 тома, – всего 56 лет. С 1920 г. – главный редактор этого журнала. В 1935–1939 гг. Э.В. Шпольский – член редколлегии и редактор отдела «Атомы, электроны, теоретическая физика» Физического словаря (тт. 1–5). Редактор журналов «Современные проблемы естествознания», «Новейшие течения научной мысли». Член редколлегий «Журнала физической химии» АН СССР и «Acta Physicochimica USSR». С самого основания Всесоюзного института научной и технической информации – главный редактор реферативного журнала «Физика» (1954–1972). Переводчик и редактор учебников и монографий. Организатор научных серий «Современные проблемы естествознания», «Классики естествознания», «Новейшие течения научной мысли». Автор всемирно известного учебника «Атомная физика» (1944), выдержавшего 7 изданий и переведенного более чем на 20 языков.
Научные работы Э.В. Шпольского относятся к спектроскопии, биофизике, фотохимии, истории физики. В период 1948–1950 гг. занимался медико-биологическими проблемами изучения спектров полициклических ароматических углеводородов, а в 1950–1951 гг. начал исследование спектров замороженных растворов. В 1952 г. совместно с сотрудниками Ильиной А.А. и Климовой Л.А. было открыто «Явление возникновения квазилинейчатых спектров растворов сложных органических молекул в н-парафиновых матрицах при низких температурах» (известное в мире как «эффект Шпольского»), что позволило исследователям эффективно изучать сложные органические молекулы, тонкие эффекты, связанные с внутримолекулярными взаимодействиями, электрон-фононные взаимодействия в примесных органических кристаллах. Награжден золотой медалью им. С.И. Вавилова (1962) за работы по линейчатым спектрам люминесценции в замороженных растворах и Государственной премией СССР (1970) за открытие, исследование и внедрение тонкострунной электронно-колебательной спектроскопии сложных органических молекул (эффекта Шпольского).
Научные исследования Э.В. Шпольского получили развитие в работах его ученика – выдающегося советского и российского физика-спектроскописта, по праву считающегося одним из основоположников селективной лазерной спектроскопии сложных молекул в растворах, – доктора физ.-мат. наук, профессора Р.И. Персонова. Роман Иванович Персонов – выпускник физического факультета МГПИ им. Ленина 1955 года. В 1959–1970 гг. был ассистентом, доцентом кафедры теоретической физики МГПИ им. Ленина, работал в лаборатории Э.В. Шпольского. Затем стал работать в Институте спектроскопии АН СССР, где до 2002 года был заведующим отделом молекулярной спектроскопии. С 1970 года – профессор кафедры «Квантовая оптика» Московского физико-технического института. Был приглашенным профессором в ряде университетов Франции, США, Австрии, Германии. Р.И. Персоновым совместно с коллегами было сделано два крупных открытия в спектроскопии примесного центра: открытие метода селективного возбуждения тонкоструктурных спектров (1972) и метода выжигания стабильных спектральных провалов (1974). За рубежом эти методы получили названия: «Fluorescence Line Narrowing» и «Persistent Spectral Hole-Burning». В ряде источников эффект лазерного возбуждения тонкоструктурных спектров называют эффектом Персонова. Р.И. Персонов – автор более 150 научных публикаций, обзоров и монографий.
Значительный вклад в становление и работу школы внес выдающийся российский физик-теоретик доктор физ.-мат. наук, профессор И.С. Осадько. Игорь Сергеевич Осадько окончил физический факультет МГУ в 1962 году. С 1962 по 1967 г. обучался в аспирантуре в Институте физики АН УССР (Киев) под руководством выдающегося советского физика А.С. Давыдова. В 1978 году защитил докторскую диссертацию на тему «Теория формы оптических полос и исследование электронно-колебательного взаимодействия по структурным оптическим спектрам примесных центров». С 1967 года по 1999 год работал в МПГУ, занимая должности старшего инженера, заведующего теоретическим сектором, заведующего лабораторией, профессора на кафедре теоретической физики. Читал курсы по классической электродинамике, термодинамике и статистической физике, квантовой механике, а также специальные курсы по селективной спектроскопии примесного центра, когерентным явлениям в твёрдых телах, спектроскопии одиночных молекул. Педагогический талант И.С. Осадько был высоко оценен студентами, о чем свидетельствует присуждение почетного звания «Соросовский профессор». Под его руководством успешно защитились 13 кандидатов наук. И.С. Осадько автор более 100 научных работ и 3 монографии по различным областям оптики и физики конденсированных сред. Его выдающийся вклад в развитие научного направления селективной лазерной спектроскопии был отмечен премией имени Д.Н. Рождественского Российской академии наук в 2004 году. С 1999 года по 2010 год И.С. Осадько работал ведущим научным сотрудником ФИАН, а затем перешел на работу в Институт спектроскопии РАН, где до конца жизни работал главным научным сотрудником.
Профессорское ядро школы составляют А.В. Наумов (флуоресцентная наноскопия), И.В. Разумовская (физическая химия полимеров и нанокомпозитов), О.Н. Коротаев (селективная лазерная спектроскопия). В 2018 году решением Ученого совета университета почетными профессорами МПГУ стали зарубежные партнеры, работающие в области интересов научной школы: лауреат нобелевской премии по химии 2014 года Уильям Мёрнер и лауреат международных премий Мишель Оррит. Значительный вклад в работу школы вносят молодые ученые – кандидаты наук С.А. Бедин (физическая химия полимеров и нанокомпозитов), М.Г. Гладуш (теоретическая фотоника), И.Ю. Еремчев (флуоресцентная наноскопия), К.Р. Каримуллин (фотонное эхо и когерентная спектроскопия), К.А. Магарян (оптическая спектроскопия новых материалов). В 2018 году по инициативе научной школы была учреждена международная научная премия имени Шпольского-Ребане-Персонова за выдающиеся достижения в области селективной лазерной спектроскопии. Первая медаль и премия по решению международного комитета были вручены профессору Фёдору Железко (Ulm University, Germany) за экспериментальные исследования по квантовой оптике с одиночными молекулами и NV центрами в алмазах и их применения для магнитометрии и квантовой информатики. Награждение состоялось на одном из заседаний 13-й международной научной конференции HBSM-2018 «Hole Burning, Single Molecule, and Related Spectroscopies: Science and Applications», организованной коллективом научной школы.
