Освітня програма спеціальності 105 «Прикладна фізика та наноматеріали» реалізується у навчально-науковому Фізико-технічному інституті КПІ ім Ігоря Сікорського профільною кафедрою «Прикладна фізика».

Освітня програма спеціальності 105 «Прикладна фізика та наноматеріали» реалізується у навчально-науковому Фізико-технічному інституті НТУУ «КПІ» профільною кафедрою «Прикладна фізика».

Фізико-технічний інститут (ФТІ) було утворено у 1995 році спільно Міністерством освіти та Національною Академією Наук України.

Згідно із концепцією створення ФТІ було засновано з метою збереження і засвоєння ефективної і перевіреної часом фізико-технічної системи освіти, що з розпадом СРСР залишилась за межами України. У заснуванні ФТІ брали участь провідні вчені України, серед них - Президент Національної академії наук академік Михайло Патон, міністр освіти академік Михайло Згуровський, академіки Віктор Бар'яхтар, Юрій Далецький, Анатолій Шидловський, Анатолій Шпак та інші.

Основне завдання освітньої програми спеціальності 105 «Прикладна фізика та наноматеріали» це – випуск фахівців з підсиленою фізико-математичною, комп'ютерною підготовкою у різних напрямках фізико-технічного профілю для потреб установ НАНУ та високо-технологічних галузей промисловості України.

Концепція освітньої програми, як і всього ФТІ, – це впровадження фізико-технічної системи освіти в Україні, що забезпечує найвищий рівень підготовки з фундаментальних та комп'ютерних наук, іноземних мов, надає виняткові можливості для теоретичної підготовки в поєднанні з отриманням практичних навичок. Ця система базується на принципах вищої фізико-технічної школи, реалізованих в Політехнічній школі у Парижі, в Каліфорнійському технологічному інституті, Масачусетському технологічному інституті,

Основні принципи фізико-технічної системи освіти це:

• ґрунтовна підготовка з фундаментальних наук (фізики, математики, хімії та ін.);
• поєднання широкої загальної освіти в кращих університетських традиціях з вузькою спеціалізацією та набуттям практичних навичок роботи в базових інститутах НАНУ та на випускаючих кафедрах;
• інтенсивне вивчення іноземних мов;
• гнучкість навчальних планів;
• широке залучення студентів до дослідницької та наукової роботи;
• участь вчених НАН України в навчальному процесі.

Для практичного втілення цієї концепції було необхідно вирішити декілька першочергових задач:

1. Створити збалансовану навчальну програму за спеціальністю 105 «Прикладна фізика та наноматеріали», яка б в межах кредитів наданих Міністерством освіти України за кожною окремою дисципліною максимально повно задовольняла сучасним вимогам і принципам фізико-технічної освіти.
2. Підібрати кадровий склад викладачів, які б могли забезпечити високий рівень викладання як базових, так і спеціальних курсів із максимально можливим залученням найбільш кваліфікованих співробітників НАН України.
3. Розробити і впровадити методичне забезпечення всіх курсів дисциплін, що викладалися силами кафедри.
4. Організувати лабораторну базу кафедри, що мала б забезпечити практичну складову спеціальних курсів для отримання студентами навичок роботи із складним науковим обладнанням.
5. Розробити систему взаємодії із базовими установами НАН України для забезпечення науково-дослідної діяльності студентів в цих установах та науково-дослідної роботи співробітників кафедри.

До кінця 2000 року освітня програма за спеціальністю 105 «Прикладна фізика та наноматеріали» була розроблена для трьох спеціалізацій, а саме: «Високі фізичні технології», «Фізика живих систем», «Фізика енергетичних систем». 

В різні роки дисципліни навчальної програми викладали такі видатні фахівці як академіки Костюк П.Г., Шпак А.П., Халатов А.А., член-корреспонденти Фірстов Г.С., Рєзцов В.Ф., Фіалко Н.М., Щерба А.А., професор Борщ А.О., Василенко Д.А., Веселовський М.С., Жданов В.І., Ілінський О.Г., Кобушкін О.П., Літовченко А.С., Мислович М.В., Назаров О.М., Нищенко М.М., Парновський С.Л., Плюйко В.А., Тіхонов Є.О., Уваров В.М., Черемних О.К., Воропаєв Г.О., Негрійко О.М.

Студенти спеціальності 105 «Прикладна фізика та наноматеріали» вивчають принципи прикладних досліджень властивостей і закономірностей фізичних об’єктів, процесів і систем, та методи розв’язувань складних спеціалізованих задач та практичних проблем з прикладної фізики та наноматеріалів, які дозволяють створювати нові фізичні процеси та системи, матеріали та речовини,  проектувати новітні джерела енергії.

Реалізована «фізтехівська» система навчання, дозволила створити тісну співпрацю з дослідницькими установами Національної академії наук України, та забезпечила можливість студентам освітньої програми Прикладна фізика проходити переддипломну практику та виконувати кваліфікаційні роботи  під керівництвом провідних фахівців науково-дослідних установ і організацій.  Так, наприклад:

• дипломна робота Андрицуляка Т.В. «Порівняльний аналіз резонаторів, придатних для формування просторових самоорганізованих структур.» виконана під  керівництвом дир. МЦ ІПО д.ф.-м.н.,Тараненка В.Б.;
• дипломна робота Музиченко А.А  “Спектроскопічні дослідження атомної будови викопного вугілля” виконана під керівництвом Д.ф-м.н. Набутова В. М., Інститут металофізики ;
• дипломна робота Кришталь А.О. “Ідентифікація та електрофізіологічні характеристики гангліозних клітин сітківки в первинній культурі дисоційованих клітин” виконана під керівництвом  заст. директора з наукової роботи Інституту Фізіології ім.О.О.Богомольця, Заслуженого діяча, Д.б.н., професора Веселовського М.С.,
• дипломна робота Охріменка А.О. «Оцінка розподілу білків між цитоплазмою та клітинною мембраною у живих клітинах» виконана під керівництвом Д.б.н., проф., зав.відділом Інституту фізіології ім..О.О. Богомольця Білана  П. В.,
• дипломна робота Олійника П.В. «Дослідження оптичних властивостей шаруватих твердих розчинів Pb1-xMnxI2» виконана під керівництвом зав. відділом оптики і спектроскопії кристалів, Інституту Фізики Д.т.н., проф. Гнатенка Ю.П., 
• дипломна робота Поповича М. В. «Оптичні властивості тонких плівок As­–S та багатошарових наноструктур As2S3–Se» виконана під керівництвом зав відділом  Інституту фізики  напівпровідників   ім.     Лашкарьова, д.ф-.м.н ,ст.н.с., Стронським О.В.,
• дипломна робота Касячкіна Є. М. «Дослідження реакційних властивостей багатошарових фольг та їх використання для реакційної пайки» виконана під керівництвом д.ф.-м.н., професора Інституту електрозварювання ім. Є.О.Патона Устінова А.І.,
• дипломна робота Купянського Г. Д. «Радіаційне зшивання систем полівініловий спирт – полі етиленгліколь: фізичні властивості в контексті використання у якості гідрогелевого перев’язувального матеріалу» виконана під керівництвом зав. лабораторією радіаційних технологій Інституту фізики , Д.ф.-м.н., Нейманом В. Б.,
• дипломна робота Гайворонського М. А. «Зондова та спектральна діагностика жевріючого розряду в сферичній геометрії»  виконана під керівництвом ,член-кор. НАНУ, Д.ф.-м.н., ст.н.с. зав. відділом Інституту газу, Жовтянським В.А.

Опис освітньої програми спеціальності 105 «Прикладна фізика та наноматеріали».

Вміння і компетентності, якими буде володіти фахівець за даною освітньою програмою.

Фундаментальні знання:

• загальної фізики та теоретичної фізики
• математики і статистики,
• роботи з дослідницьким обладнанням,
• методів аналізу і обробки експериментальних даних
• методів комп'ютерного моделювання фізичних процесів,
• сучасного матеріалознавства та фізики твердого тіла
• термодинаміки, теорії теплообміну та фізики горіння
• біофізики та нейробіології
• програмування,
• англійської мови.

На базі отриманих фундаментальних знань, студенти отримають  необхідні професійні знання та  вміння для:

• проведення науково-дослідницької діяльності в галузі прикладної фізики,
• написання та відлагодження програм з використанням поширених мов програмування (Python, C/C++),
• застосування прикладних математичних пакетів для моделювання та аналізу об’єктів дослідження (Gnuplot, ANSYS. FLUENT, ANSYS.CFX, MATLAB, OpenFoam),
• експлуатації наукового та аналітичного обладнання для фізичних досліджень,
• розробки та дослідження нових матеріалів, в тому числі наноматеріалів та наноструктур,
• розробки та дослідження нових матеріалів і пристроїв фотоніки, оптики, оптоелектроніки,
• розробки програмно-апаратних комплексів для дослідження характеристик електронних та оптоелектронних компонентів та якості монтажу,
• застосування та удосконалення методів неруйнівного контролю, зокрема, тепловізійних та термографічних,
• розробки нових енерго- та ресурсозбережних технологій,
• розробки новітніх та альтернативних джерел енергії,
• підвищення ефективності традиційних джерел енергії,
• практичного використання методик вивчення мікробіологічних об'єктів та створення сучасних методик досліджень в галузі нейрофізіології на основі нових фізичних принципів,
• створення нових препаратів та методик лікування системних захворювань організму людини.

Випускник за освітньою програмою «Прикладна фізика та наноматеріали» може працювати

• Компанія Huawei  (розробка, проектування і тестування систем охолодження мікроелектроніки)
• Компанія Samsung
• Компанія Materialise
• Компанія Ciklum
• Компанія EPAM
• Компанія Luxoft
• Компанія Respeecher
• Компанія Codeminders
• ГП НПКГ «Зоря-Машпроект» (морські і енергетичні газові турбіни)
• ГП «Івченко-Прогрес» (авіаційні газові турбіни)
• ВАТ «Мотор»-Січ» (авіаційні газові турбіни)
• ПАТ «Турбоатом» (парові турбіни атомних та теплових електростанцій)
• Seraphim Solar (розробка та удосконалення сонячних панелей)
• Інститути Національної академії наук України
• Аспірантура в Україні та за її межами, в тому числі на кафедрі ПФ

а також займатись науковою діяльністю в наукових установах НАН України, таких як

• Інститут технічної теплофізики НАН України,
• Інститут електродинаміки НАН України,
• Інститут гідромеханіки  НАН України,
• Інститут зварювання ім. Є.О. Патона НАН України
• Інститут фізики НАН України
• Інститут напівпровідників НАН України
• Інститут магнетизму НАН України
• Інститут теоретичної фізики НАН України
• Інститут фізіології НАН України
• Інститут металофізики НАН України
• Інститут ядерних досліджень НАН України 

або  продовжувати навчання в провідних наукових установах і національних лабораторіях Європейського Союзу та США.

Навчально-лабораторна база

Навчальний процес органічно поєднує класичну фундаментальну та інженерну освіту.  Теорія широко підкріплена практичними навичками. Принципи навчання апелюють до найкращих світових зразків фізико-технічної освіти (МФТІ, МІТ, Caltech). 

Наші студенти займаються в найкращих навчальних лабораторіях КПІ ім. Ігоря Сікорського:

• Лабораторія механіки
• Лабораторія термодинаміки і молекулярної фізики
• Лабораторія електрики і магнетизму
• Лабораторія оптики
• Лабораторія атомної фізики

А також в науковій роботі студенти мають змогу використовувати обладнання центрів колективного користування НАНУ наступних науково дослідних інститутів НАНУ:

• Інститут технічної теплофізики НАНУ, відділ високотемпературної термогазодинаміки (установки для дослідження плівкового охолодження лопаток газових турбін, теплообміну і гідродинаміки при поперечному обтіканні трубчастих поверхонь, для отримання водовугільних емульсій). 
• Інститут гідромеханіки НАНУ (дозвукова аеродинамічна труба, гідродинамічна труба )
• Інститут Газу НАНУ (установка для отримання багатошарових нанотрубок, плазмова утилізація побутових відходів)
• Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАНУ
• Інститут металофізики Г.В. Курдюмова НАНУ
• Інститут фізики НАНУ
• Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАНУ (установка для нанесення теплозахисних покриттів)

Стажування та участь студентів у наукових проектах

Починаючи з 3 курсу студенти залучаються до реальних наукових проектів, за що отримують фінансування, виконують дипломні роботи та магістерські дисертації:

• На замовлення підприємств, що мають стратегічне значення (Зоря-Машпроект) залучені студенти:
  О. Петляк, М. Спасенко, М. Мазур, О. Степанюк, М. Данилов, Е. Пацьора та інші.
• По проекту Horizon 2020 “Self-sufficient “humidity to electricity” innovative radiant adsorption system toward net zero energy buildings” 2019-2023 залучені студенти:
  Петрова Т., Сергієнко А., Поляцко А.
• По проектам Відділення цільової підготовки при КПІ ім. Ігоря Сікорського для НАНУ залучені студенти:
  О. Петляк, М. Спасенко, М. Мазур, О. Степанюк, А. Мулярчук, А. Мулярчук, С. Потапов.
• Зокрема, до проєктів в рамках співробітництва з ІЕЗ ім. Є.О. Патона залучені студенти:
  Богачов К., Мамчур Я., Коваль С., Стаднік А., Печонкін І., Гайдук Т., Мотчаний Д.

Під час навчання студенти мають змогу проходити стажування з оплатою праці в Київському дослідному центрі “Huawei” (Титов С., Поляков В., Голяткіна М.), інститутах НАН України, Відділенні  цільової підготовки КПІ  ім. Ігоря  Сікорського для НАН України.

При кафедрі прикладної фізики працює міжгалузевий науково-технічний гурток-платформа студентських ініціатив МІ-6, наукові керівники: доц. Монастирський Г.Є, доц. Іванова В.В. Щорічно до роботи гуртка залучені 6-8 студентів НН ФТІ та інших підрозділів КПІ ім. Ігоря Сікорського.

Міжнародна співпраця

КПІ ім. Ігоря Сікорського у рамках освітньої програми «Прикладна фізика та наноматеріали» бере участь в європейських програмах  Erasmus Mundus.

В рамках Європейської програми Erasmus Mundus здійснюється обмін студентами (Стребкова Д., Єгіазарян Г.) з університетом Ренн-1, Франція за ступеневою академічною мобільністю.

У рамках договору партнерства КПІ  ім. І.Сікорського з Центральною Школою міста Ліон (Франція) навчається студент Сухенко І.

В рамках міжнародної програми Mitacs Globalink Research Internship:

Літнє стажування в Канаді пройшли:

2018 р.:

• Шита Віра, з 30 травня по 22 серпня, University of Alberta, м. Едмонтон. Тема: «Microlasers for photonic sensing»
• Поляков Володимир, з 26 травня по 20 серпня, Simon Fraser University, м. Ванкувер. Тема: «Energetic efficiency of molecular machines»
• Йович Анастасія, з 30 травня по 22 серпня, University of Alberta, м. Едмонтон. Тема: «Dark matter search with the PICO detectors»

2019:

• Мамчур Ярина, з 27 травня по 18 серпня, University of Ottawa, м. Оттава. Тема: «Plasmonic Arrays»

Студент Іван Северин прийняв участь в стипендіальній програмі німецького бізнесу для України в 2017 році від Комітету східно-європейських економічних відносин (Ost-Ausschusses der Deutschen Wirtschaft) протягом лютого-квітня 2017 пройшов стажування в професійний інтернатурі в компанії “Robert Bosch GmbH”,  Renningen.

Кожного року студенти, що навчаються за спеціальністю 105 «Прикладна фізика та наноматеріали» приймають участь у Всеукраїнських конкурсах студентських наукових робіт та олімпіадах, отримують призові місця та перемагають:

• Міжнародний конкурс студентських робіт Black Sea Science 2018 - Мушаровський О., 3 місце.
• Всеукраїнський конкурс студентських наукових робіт - Мазур М., диплом ІІІ ступеня (спеціальність “Енергетичне машинобудування”, 2019), Іващенко С., диплом ІІ ступеня (спеціальність “Фізика і астрономія”, 2019), Спасенко М., диплом І ступеня (спеціальність “Машинобудування”, 2018), Петляк О., диплом ІІІ ступеня (спеціальність “Енергетика”, 2017)
• Конкурс інженерних талантів Future of Ukraine - Петрова Т., пройшла до 2 етапу.
• European BEST Engineering Competition 2019 - Данилов М., Хлієв М., Титов С.

Студенти активно відвідують наукові школи та конгреси:

• Літня школа при Дрезденській академії мікроелектроніки (DMA TU Dresden) 2019 - Данилов М., Хлієв М., Титов С.
• Європейський конгресс “Perspektywy Women in Tech Summit 2019” (Варшава, 11-15.11.2019) - Петрова Т.
• Європейська школа по програмі BEST - Стребкова Д., Чолкан О.

Студентка Тищенко В. отримувала стипендію Президента України (наказ Міністерства Освіти і Науки України № 1209 від 06.11.2018). С 2019 р. навчається в Масачусетському технологічному Інституті (США)

Публікації та конференції

Студенти беруть активну участь в міжнародних наукових конференціях:

• 2020 IEEE 40th International Conference on Electronics and Nanotechnology, ELNANO-2020 – Мамчур Я., Гао Чжен
• 2018 IEEE 38th International Conference on Electronics and Nanotechnology, ELNANO-2018 - Зозуліна Д, Щербина О.
• 2018 IEEE 8th International Conference on Nanomaterials: Applications and Properties, NAP (Затока)-2018 - Голяткіна М.
• NANO-2018 (Київ) - Голяткіна М.
• NANO-2017 (Чернівці) - Щербина О.
• 2017 IEEE 1st Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering, UKRCON-2017 (Київ) -  Щербина О.
• 2017 IEEE 37th International Conference on Electronics and Nanotechnology, ELNANO-2017 (Київ) -  Оргунова Д.
• NANO-2016 (Львів) - Геркалюк М.
• Міжнародна конференція «Проблеми теплофізики та теплоенергетики», Київ, 2019 - О. Степанюк. М. Мулярчук,

а також в щорічний науково-практичній конференції студентів, аспірантів та молодих учених «Теоретичні і прикладні проблеми фізики, математики та інформатики.

Участь у міжнародних науково-практичних конференціях за кордоном України:

• Саміт «Women in Tech Summit 2018» (Варшава, Польша) - 26-28 листопада 2018 р.
  Учасники: Шита Віра та Йович Анастасія.

• Школа SBF-APS São Paulo School of Advanced Science on Experimental Neutrino Physics (Кампінас, Бразилія) - 3-14 грудня 2018 р.
  Учасник: Йович Анастасія.

Разом з науковими керівниками студенти публікують результати наукової діяльності в рейтингових журналах, що входять до наукометричних баз даних Scopus та Web of Science та фахових виданнях:

• Nanoscale Research Letters 12, 511 (2017) - Геркалюк М.
• Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, 2017. V. 20, N 2. P. 191-194 - Щербина О., Геркалюк М.
• East European Scientific Journal - М. Мулярчук
• Proceedings of 6th Intern. Conf. Heat & Mass Transfer and Hydrodynamics in Swirling Flows, 2017, - О. Петляк.
• Теплофізика та теплоенергетика - В. Макаренко, М. Спасенко, О. Петляк, О. Степанюк, Мулярчук М..
• Вчені Записки Таврійського Університету ім. В. Вернадського - М. Мулярчук, О. Степанюк.
• IEEEXplore -  Мамчур Я.Д.