В лекции обсуждаются проблемы существующей полупроводниковой электроники и возможные типы новой «пост-кремниевой» электроники, основанной на квантовых принципах: одно-электроники (в том числе, молекулярной электроники), сверхпроводниковой электроники, спинтронике, интегральной фотоники и др.

Привычные для нас макроскопические объекты не проявляют квантовых свойств. Со времени создания квантовой механики исследователей интересовало, почему так происходит. Позже появились идеи экспериментов, в которых квантовые свойства у больших тел могли бы наблюдаться. А интерес к квантовым вычислениям привел к экспериментальной демонстрации макроскопических кубитов. Мы обсудим некоторые связанные с этим вопросы: Почему обычно большие тела ведут себя классически и когда они могут демонстрировать квантовое поведение? Как отклонение от идеального квантового поведения влияет на квантовую эволюцию и как можно ослабить влияние такого отклонения?

С момента экспериментальной реализации графена (материала, представляющего собой один атомный слой атомов углерода) активно развиваются исследования двумерных гибких материалов. В настоящее время существует большое количество таких материалов, в том числе графен, фосфорен, атомарные слои дихалкогенидов и монохалкогенилов металлов и др. Графен и другие моноатомные изгибные кристаллические материалы существуют несмотря на то, что в 30-е годы прошлого века Ландау и Пайерлс теоретически показали, что двумерные идеальные кристаллы макроскопических размеров могут существовать только строго при нулевой абсолютной температуре.
В лекции будет дано введение в макроскопическую теорию упругости. Будет рассказано об упругих свойствах графена, определяемых взаимодействием продольных, поперечных плоскостных, а также и изгибных фононов. Показано, как взаимодействие фононов помогает стабилизировать двумерные кристаллы. Будет рассказано про такие необычные упругие свойства графена как нелинейный закон Гука и отрицательный коэффициент Пуассона. Также будет показано, как упругие свойства двумерных кристаллов меняются при учете прилипания к подложке.

Сканирующая зондовая микроскопия — один из мощных современных методов исследования морфологии и локальных свойств поверхности твердого тела с высоким пространственным разрешением. Работа сканирующего зондового микроскопа основана на локальном взаимодействии поверхности образца с близко расположенным зондом, в качестве которого может быть металлическая игла, оптический зонд — волновод, магнитная наночастица. Перемещая зонд вдоль поверхности образца, оказывается возможным исследовать форму поверхности, ее электронные свойства, распределение намагниченности и другие характеристики. В рассказе будет дан обзор методик и научных результатов, полученных с помощью зондовой микроскопии.

На этой лекции мы коснемся вопросов Классического хаоса. Обсудим известные его проявления и принципиальное влияние на окружающий нас мир. Рассмотрим переход к хаотическому поведению посредством удвоения периода на примере «Логистического преобразования» (так качественно возникает турбулентность).