Владимир Шалајев

Владимир (Влад) М. Шалајев () је заслужни професор електротехнике и рачунарског инжењерства (Bob and Anne Burnett Distinguished Professor of Electrical and Computer Engineering)Особље, Школа електротехнике и рачунарског инжењерства, Универзитет Пердју и научни директор за нанофотонику у Бирк нанотехнолошком центруФакултет Бирк нанотехнолошког центра на Универзитету Пердју.

Биографија Владимир Шалајев је рођен и одрастао у Краснојарску, где је похађао школу № 10 са физичко-математичким усмерењем (у истом разреду са професорком О. А. Карловом). Године 1979. дипломирао је са одликом на физичком факултету Краснојарског државног универзитета. Године 1983. одбранио је дисертацију и стекао звање кандидата физичко-математичких наука на тему „Нелинеарни оптички процеси у условима уклањања доплеровског уширења”.

У периоду од 1983. до 1990. године био је виши научни сарадник Лабораторије за кохерентну оптику Института физике „Л. В. Киренски” Сибирског одељења АН СССР и доцент на Краснојарском државном универзитету, као и предавач (1979–1986) и директор (1983–1984) Краснојарске летње школе.

Након одласка из СССР-а, радио је на Универзитету у Хајделбергу (1990–1991) и Универзитету у Торонту (1991–1993). Од 1993. године је ванредни професор на Универзитету Новог Мексика, а од 1997. године редовни професор.

Од 2001. године ради на Универзитету Пердју, где је професор електротехнике и рачунарског инжењерства (од 2004), професор биомедицинског инжењерства (од 2005), професор физике (од 2011), научни директор за нанофотонику Бирк нанотехнолошког центра (од 2011), оснивач и кодиректор Квантног центра Пердју (од 2015) и директор Центра за квантну фотонику (од 2019).

Од 2010. године члан је консултативног научног савета фондације „Сколково”.

Научни рад Професор Шалајев (са h-индексом од 132 и преко 77.000 цитата, према Google Scholar-у од јануара 2026. годинеШалајевљев h-индекс и цитати, Google Scholar) има скоро 1.000 публикација, укључујући 1 монографију, 2 коауторске књиге, 4 уређене/коуређене књиге, 30 поглавља у књигама и 50 патената из САД.Листа публикација В. Шалајева Препознат је као високо цитирани истраживач (у области физике) од стране Web of Science групе осам година заредом (2017–2024).Владимир М. Шалајев на WebOfScience.com

Оптички метаматеријали Оптички метаматеријали (ММ) су рационално дизајнирани композитни наноструктурирани материјали који показују јединствена електромагнетна својства драстично различита од својстава њихових саставних материјалних компоненти. Метаматеријали нуде изузетну прилагодљивост свог електромагнетног одговора путем облика, величине, састава и морфологије својих наночестица, које се понекад називају „мета-атоми”.Н. Мејнцер, В. Л. Барнс и И. Р. Хупер, Плазмонички мета-атоми и метаповршине, Nature Photonics, v. 8, (2014) Шалајев је предложио и демонстрирао први оптички ММ који показује негативан индекс преламања и наноструктуре које показују вештачки магнетизам у целом видљивом спектру.В. М. Шалајев, Optical Negative-Index Metamaterials, Nature photonics, v. 1, (2007)В. М. Шалајев, В. Кај, У. К. Четијар, Х.-К. Јуан, А. К. Саричев, В. П. Драчев и А. В. Килдишев, Negative Index of Refraction in Optical Metamaterials, Optics Letters, v. 30, (2005); arxiv.org/abs/physics/0504091 (13. 4. 2005)В. Кај, В. М. Шалајев, Optical Metamaterials: Fundamentals and Applications, Springer-Verlag, New York (2010)В. Кај, У. К. Четијар, Х.-К. Јуан, В. К. де Силва, А. В. Килдишев, В. П. Драчев и В. М. Шалајев, Metamagnetics with rainbow colors, Optics Express, v. 15, (2007) Такође је дао значајан допринос активним, нелинеарним и подесивим метаматеријалима, који омогућавају нове начине контроле светлости и приступање новим режимима појачане интеракције светлости и материје.А. К. Попов и В. М. Шалајев, Negative-index metamaterials: second-harmonic generation, Manley-Rowe relations and parametric amplification, Applied Physics B, v. 84, (2006)С. Сјао, У. К. Четијар, А. В. Килдишев, В. П. Драчев, И. К. Ку и В. М. Шалајев, Tunable magnetic response of metamaterials, Applied Physics Letters, v. 95, (2009)С. Сјао, В. П. Драчев, А. В. Килдишев, X. Ни, У. К. Четијар, Х.-К. Јуан и В. М. Шалајев, Loss-free and active optical negative-index metamaterials, Nature, v. 466, (2010)О. Хес, Џ. Б. Пендри, С. А. Мајер, Р. Ф. Оултон, Џ. М. Хам и К. Л. Цакмакидис, Active nanoplasmonic metamaterials, Nature Materials, v. 11, (2012) Шалајев је експериментално реализовао метаматеријале са негативним индексом преламања где се оптички појачавајући медијум користи за компензацију апсорпције светлости (оптичких губитака). Дао је значајан допринос трансформационој оптици,Х. Чен, Ч. Т. Чен и П. Шенг, Transformation optics and metamaterials, Nature Materials, v. 9, (2010) посебно на пољу оптичких концентратора и „плаштева невидљивости”.В. Кај, У. К. Четијар, А. В. Килдишев и В. М. Шалајев, Optical cloaking with metamaterials, Nature Photonics, v. 1, (2007)И. И. Смољанков, В. Н. Смољанкова, А. В. Килдишев и В. М. Шалајев, Anisotropic Metamaterials Emulated by Tapered Waveguides: Application to Optical Cloaking, Physical Review Letters, v. 102, (2009)В. М. Шалајев, Transforming Light, Science, v. 322, (2008) У сарадњи са Ногиновом, Шалајев је демонстрирао најмањи, 40-нанометарски, наноласер који ради у видљивом спектралном опсегу.М. А. Ногинов, Г. Жу, А. М. Белгрејв, Р. Бакер, В. М. Шалајев, Е. Е. Нариманов, С. Стоут, Е. Херц, Т. Сутеевонг и У. Визнер, Demonstration of a spaser-based nanolaser, Nature, v. 460, (2009)М. Премаратне и М. И. Стокман, Theory and Technology of SPASERs, Advances In Optics And Photonics, v. 9, (2017) Шалајев је такође дао кључне доприносе дводимензионалним, равним метаматеријалима – метаповршинамаН. Ју и Ф. Капасо, Optical Metasurfaces and Prospect of Their Applications Including Fiber Optics, Journal Of Lightwave Technology, v. 33, (2015) – које уводе нагле промене фазе светлости на једном интерфејсу путем спарезања са наноскопским оптичким антенама.X. Ни, Н. К. Емани, А. В. Килдишев, А. Болтасева и В. М. Шалајев, Broadband light bending with plasmonic nanoantennas, Science, v. 335, (2012)А. В. Килдишев, А. Болтасева и В. М. Шалајев, Planar photonics with metasurfaces, Science, v. 339, (2013)X. Ни, С. Иши, А. В. Килдишев и В. М. Шалајев, Ultra-thin, planar, Babinet-inverted plasmonic metalenses, Light: Science & Applications, v. 2, p. e72 (2013)X. Ни, А. В. Килдишев и В. М. Шалајев, Metasurface holograms for visible light, Nature Communications, v. 4, (2013) Реализовао је изузетно компактна равна сочива, ултра-танке холограме и рекордно мали спектрометар кружног дихроизма.А. Шалтоут, Џ. Лиу, А. Килдишев и В. Шалајев, Photonic spin Hall effect in gap-plasmon metasurfaces for on-chip chiroptical spectroscopy, Optica, v. 2, (2015)

Случајни композити Шалајев је дао пионирске доприносе области случајних оптичких медија, укључујући фракталне и перколационе композите.В. М. Шалајев, Electromagnetic Properties of Small-Particle Composites, Physics Reports, v. 272, (1996)В. М. Шалајев и А. К. Саричев, Nonlinear optics of random metal-dielectric films, Physical Review B, v. 57, (1998)В. М. Шалајев, Nonlinear Optics of Random Media: Fractal Composites and Metal-Dielectric Films, Springer (2000) Предвидео је високо локализоване оптичке модове – „вруће тачке” – за фрактале и перколујуће филмове, који су касније експериментално демонстрирани у сарадњи са групама Московица и Бокара.Д. П. Цаи, Ј. Ковач, Ж. Ванг, М. Московиц, В. М. Шалајев, Ј. С. Су и Р. Боте, Photon Scanning Tunneling Microscopy Images of Optical Excitations of Fractal Metal Colloid Clusters, Physical Review Letters, v. 72, , (1994)С. Грезијон, Л. Егу, А. К. Бокара, Ј. К. Ривоал, X. Квелин, К. Демаре, П. Гаден, В. А. Шубин, А. К. Саричев и В. М. Шалајев, Experimental Observation of Localized Optical Excitations in Random Metal-Dielectric Films, Physical Review Letters, v. 82, (1999) Штавише, показао је да су вруће тачке у фракталним и перколационим случајним композитима повезане са локализацијом површинских плазмона.В. Ким, В. П. Сафонов, В. М. Шалајев и Р. Л. Армстронг, Fractals in Microcavities: Giant Coupled Multiplicative Enhancement of Optical Responses, Physical Review Letters, v. 82, (1999) Ови локализовани плазмонски модови у случајним системима понекад се називају и Шалајевљевим „врућим тачкама”.А. Ото, . J. Raman Spectroscopy, v. 37, (2006) Шалајевљеви доприноси оптици и плазмоници случајних медија помогли су да се ти концепти трансформишу у област оптичких метаматеријала.Медаља Ролфа Ландауера Међународне ETOPIM асоцијације 2015. године

Нови материјали за нанофотонику и плазмонику Да би омогућио практичну примену плазмонике, Шалајев је у сарадњи са А. БолтасјовомВеб-сајт истраживачке групе проф. А. Болтасјове развио нове плазмоничке материјале, и то нитриде прелазних метала и провидне проводне оксиде, утирући пут издржљивим, нискогубитним и CMOS-компатибилним плазмоничким и нанофотоничким уређајима.П. Р. Вест, С. Иши, Г. В. Наик, Н. К. Емани, В. М. Шалајев и А. Болтасева, Searching for better plasmonic materials, Laser & Photonics Reviews, v. 4, (2010)Г. В. Наик, В. М. Шалајев и А. Болтасева, Alternative Plasmonic Materials: Beyond Gold and Silver, Advanced Materials, v. 25, (2013)У. Гулер, А. Болтасева и В. М. Шалајев, Refractory plasmonics, Science, v. 344, (2014) Предложена плазмоничка керамика, која ради на високим температурама, може понудити решења за високо ефикасну конверзију енергије, фотокатализу и технологије складиштења података.А. Налдони, У. Гулер, Ж. Ванг, М. Марели, Ф. Малара, X. Менг, А. В. Килдишев, А. Болтасева, В. М. Шалајев, Broadband Hot Electron Collection for Solar Water Splitting with Plasmonic Titanium Nitride, Advanced Optical Materials, v. 5, (2017) У сарадњи са Фачо групом,Група проф. Д. Фача, Универзитет Хериот-Ват, УК Шалајев је демонстрирао ултрабрзе, снажно појачане нелинеарне одговоре у провидним проводним оксидима који поседују изузетно низак (близу нуле) линеарни индекс преламања – режим „епсилон-близу-нуле”.Л. Каспани, Р. П. М. Каипурат, М. Клеричи, М. Ферера, Т. Роџер, А. Ди Фалко, Ј. Ким, Н. Кинзи, В. М. Шалајев, А. Болтасева, Д. Фачо, Enhanced Nonlinear Refractive Index in ε-Near-Zero Materials, Physical Review Letters, v. 116, (2016)

Рана истраживања Докторски рад Владимира Шалајева (под менторством проф. А. К. Попова) и рана истраживања обухватали су теоријску анализу резонантне интеракције ласерског зрачења са гасовитим медијима, посебно i) доплер-слободне вишефотонске процесе у јаким оптичким пољима и њихову примену у нелинеарној оптици,А. К. Попов, В. М. Шалајев, Doppler-free transitions induced by strong double-frequency optical excitations, Optics Communications, v. 35, (1980) спектроскопијиА. К. Попов, В. М. Шалајев, Doppler-free spectroscopy and wave-front conjugation by four-wave mixing of nonmonochromatic waves, Applied Physics, v.21, (1980) и ласерској физици,А. К. Попов, В. М. Шалајев, Unidirectional Doppler-Free Gain And Generation In Optically Pumped Lasers, Applied Physics B, v. 27, (1982) као и ii) тада новооткривени феномен светлошћу индукованог дрифта гасова.А. К. Попов, А. М. Шалагин, В. М. Шалајев, В. З. Јахњин, Drift of gases induced by nonmonochromatic light, Applied physics, v.25, (1981)В. М. Шалајев и В. З. Јахњин, LID sound generated by pulsed excitation in gases, Journal of Physics B: Atomic and Molecular Physics, v.20, (1987)

Награде, почасти и чланства Члан Америчке академије наука и уметности Члан Националне инжењерске академије (NAE)National Academy of Engineering Elects 128 Members and 22 International Members Препознат као високо цитирани истраживач од стране Web of Science групе од 2017. до 2024. године Рангиран на 22. место у категорији „оптика” од ~80.000 на Станфордској листи најцитиранијих научника света (током каријере)Shalaev, Vladimir M. - TopResearchersList.com