Voorheen het ons ons gewys и . Vandag kan jy kyk na die optiese laboratorium van die Fakulteit Fisika en Tegnologie van ITMO Universiteit.
Op die foto: 3D-nanolitografie
Die Laboratorium vir Lae-dimensionele kwantummateriale behoort aan die Navorsingsentrum vir Nanofotonika en Metamateriale () op die basis .
Sy werknemers is verloof eiendomme : plasmone, eksitone en polaritone. Hierdie studies sal dit moontlik maak om volwaardige optiese en kwantumrekenaars te skep. Die laboratorium is verdeel in verskeie werkareas wat alle fases van werk met lae-dimensionele kwantummateriale dek: monstervoorbereiding, hul vervaardiging, karakterisering en optiese studies.
Die eerste sone is toegerus met alles wat nodig is vir monstervoorbereiding .
'n Ultrasoniese skoonmaker word geïnstalleer om hulle skoon te maak, en om veilige werk met alkohole te verseker, is 'n kragtige uitlaatkap hier toegerus. Sommige navorsingsmateriaal word deur vennootlaboratoriums in Finland, Singapoer en Denemarke aan ons verskaf.
Om monsters te steriliseer, word 'n BINDER FD Classic.Line droogkas in die kamer geïnstalleer. Die verwarmingselemente daarin handhaaf temperature van 10 tot 300°C. Dit het 'n USB-koppelvlak vir deurlopende temperatuurmonitering tydens die eksperiment.
Laboratoriumpersoneel gebruik ook hierdie kamer om strestoetse en verouderingstoetse op monsters uit te voer. Sulke eksperimente is nodig om te verstaan hoe materiale en toestelle onder sekere toestande optree: standaard en ekstreem.
'n Driedimensionele nanolitografie word in die volgende vertrek geïnstalleer. Dit laat die vervaardiging toe van driedimensionele strukture van etlike honderde nanometer groot.
Die beginsel van sy werking is gebaseer op die verskynsel van twee-foton polimerisasie. In wese is dit 'n 3D-drukker wat lasers gebruik om 'n voorwerp van 'n vloeibare polimeer te vorm. Die polimeer verhard slegs op die punt waar die laserstraal gefokus is.
Op die foto: 3D-nanolitografie
Anders as standaard litografietegnieke, wat gebruik word om verwerkers te skep en met dun lae materiaal te werk, laat twee-fotonpolimerisasie die skepping van komplekse driedimensionele strukture toe. Byvoorbeeld, soos volg:
Die volgende kamer van die laboratorium word vir optiese eksperimente gebruik.
Daar is 'n groot optiese tafel byna tien meter lank, gevul met talle installasies. Die hoofelemente van elke installasie is stralingsbronne (lasers en lampe), spektrometers en mikroskope. Een van die mikroskope het drie optiese kanale gelyktydig – bo, sy en onder.
Dit kan gebruik word om nie net transmissie- en refleksiespektra te meet nie, maar ook verstrooiing. Laasgenoemde verskaf baie ryk inligting oor nano-voorwerpe, byvoorbeeld die spektrale eienskappe en stralingspatrone van nanoantennas.
Op die foto: die effek van ligverstrooiing op silikondeeltjies
Alle toerusting is op 'n tafel met 'n enkele vibrasie-onderdrukkingstelsel geleë. Die bestraling van enige laser kan na enige van die optiese stelsels en mikroskope gestuur word deur slegs 'n paar spieëls te gebruik en navorsing kan voortgesit word.
'n Kontinue-golf gas laser met 'n baie smal spektrum maak dit moontlik om eksperimente uit te voer op . Die laserstraal word op die oppervlak van die monster gefokus, en die spektrum van die verstrooide lig word deur 'n spektrometer aangeteken.
Smal lyne wat ooreenstem met onelastiese ligverstrooiing (met 'n verandering in golflengte) word in die spektra waargeneem. Hierdie pieke verskaf inligting oor die kristalstruktuur van die monster, en soms selfs oor die konfigurasie van individuele molekules.
Daar is ook 'n femtosekonde-laser in die kamer geïnstalleer. Dit is in staat om baie kort (100 femtosekondes - een tientriljoenste van 'n sekonde) pulse van laserstraling met enorme krag op te wek. As gevolg hiervan kry ons die geleentheid om nie-lineêre optiese effekte te bestudeer: generering van verdubbelde frekwensies en ander fundamentele verskynsels wat onder natuurlike toestande onbereikbaar is.
Ons kryostaat is ook in die laboratorium geleë. Dit laat optiese metings toe met dieselfde stel bronne, maar by lae temperature – tot sewe Kelvin, wat ongeveer gelyk is aan -266°C.
Onder sulke toestande kan 'n aantal unieke verskynsels waargeneem word, veral die regime van sterk koppeling tussen lig en materie, wanneer 'n foton en 'n eksiton (elektron-gat-paar) 'n enkele deeltjie vorm - 'n eksiton-polariton. Polaritons hou groot belofte in op die gebied van kwantumrekenaars en toestelle met sterk nie-lineêre effekte.
Op die foto: INTEGRA sondemikroskoop
In die laaste kamer van die laboratorium het ons ons diagnostiese instrumente geplaas - и . Die eerste stel jou in staat om 'n beeld van die oppervlak van 'n voorwerp met hoë ruimtelike resolusie te verkry en die samestelling, struktuur en ander eienskappe van die oppervlaklae van elke materiaal te bestudeer. Om dit te doen, skandeer hy hulle met 'n gefokusde straal elektrone wat deur hoë spanning versnel word.
'n Skandeersondemikroskoop doen dieselfde ding deur 'n sonde te gebruik wat die oppervlak van die monster skandeer. In hierdie geval is dit moontlik om terselfdertyd inligting te bekom oor die "landskap" van die monsteroppervlak en oor sy plaaslike eienskappe, byvoorbeeld elektriese potensiaal en magnetisering.
Op die foto: skandeerelektronmikroskoop S50 EDAX
Hierdie instrumente help ons om monsters te karakteriseer vir verdere optiese studies.
Projekte en planne
Een van die hoofprojekte van die laboratorium hou verband met hibriede toestande van lig en materie in kwantummateriale—eksiton-polaritone wat reeds hierbo genoem is. 'N Mega-toekenning van die Ministerie van Onderwys en Wetenskap van die Russiese Federasie word aan hierdie onderwerp gewy. Die projek word gelei deur vooraanstaande wetenskaplike van die Universiteit van Sheffield, Maurice Shkolnik. Eksperimentele werk aan die projek word uitgevoer deur Anton Samusev, en die teoretiese deel word gelei deur professor van die Fakulteit Fisika en Tegnologie Ivan Shelykh.
Laboratoriumpersoneel bestudeer ook maniere om inligting deur solitons oor te dra. Solitons is golwe wat nie deur dispersie geraak word nie. Danksy hierdie "sprei" seine wat met solitons oorgedra word nie uit soos hulle voortplant nie, wat dit moontlik maak om beide die spoed en omvang van transmissie te verhoog.
Aan die begin van 2018 het wetenskaplikes van ons Universiteit en kollegas van die universiteit in Vladimir model van 'n vastestof terahertz laser. Die eienaardigheid van die ontwikkeling is dat terahertz-straling nie “vertraag” word deur voorwerpe wat van hout, plastiek en keramiek gemaak is nie. Danksy hierdie eiendom sal die laser in passasiers- en bagasie-inspeksiegebiede gebruik word om vinnig na metaalvoorwerpe te soek. Nog 'n area van toepaslikheid is die herstel van antieke kunsvoorwerpe. Die optiese stelsel sal help om beelde te kry wat onder lae verf of keramiek versteek is.
Ons planne is om die laboratorium toe te rus met nuwe toerusting om selfs meer komplekse navorsing te doen. Koop byvoorbeeld 'n instelbare femtosekonde laser, wat die reeks materiale wat bestudeer word aansienlik sal uitbrei. Dit sal help met take wat verband hou met kwantumskyfies vir die volgende generasie rekenaarstelsels.
Hoe ITMO Universiteit werk en leef:
Bron: will.com
