የፎቶ ጉብኝት፡ በአይቲሞ ዩኒቨርሲቲ የኳንተም ማቴሪያሎች ላብራቶሪ ውስጥ ምን እየተሰራ ነው።

ቀደም ብለን የእኛን አሳይተናል ፋብላብ и የሳይበር ፊዚካል ስርዓቶች ላቦራቶሪ. ዛሬ የአይቲሞ ዩኒቨርሲቲ የፊዚክስ እና ቴክኖሎጂ ፋኩልቲ ኦፕቲካል ላብራቶሪ ማየት ይችላሉ።

በሥዕሉ ላይ፡ XNUMX ዲ ናኖሊቶግራፍ

የዝቅተኛ-ልኬት ኳንተም ቁሳቁሶች ላቦራቶሪ የናኖፎቶኒክ እና ሜታሜትሪያል ምርምር ማዕከል ነው (ሜታላብ) በመሠረቱ ላይ የፊዚክስ እና ቴክኖሎጂ ፋኩልቲ.

ሰራተኞቹ ተሰማርተዋል። በማጥናት ንብረቶች ኳሲፓርተሎችፕላስሞኖች, ኤክሳይቶኖች እና ፖላሪቶኖች. እነዚህ ጥናቶች ሙሉ ኦፕቲካል እና ኳንተም ኮምፒውተሮችን ለመፍጠር ያስችላል። ላቦራቶሪው ሁሉንም የሥራ ደረጃዎች በዝቅተኛ የኳንተም ቁሳቁሶች የሚሸፍን በበርካታ የሥራ ቦታዎች የተከፈለ ነው-የናሙና ዝግጅት ፣ አፈጣጠራቸው ፣ ባህሪያቸው እና የእይታ ጥናቶች።

የመጀመሪያው ዞን ለናሙና ዝግጅት አስፈላጊ የሆኑትን ነገሮች ሁሉ ይዟል metamaterials.

እነሱን ለማጽዳት የአልትራሳውንድ ማጽጃ ተጭኗል እና ከአልኮል ጋር ደህንነቱ የተጠበቀ ስራን ለማረጋገጥ ኃይለኛ የጭስ ማውጫ ኮፍያ እዚህ ተዘጋጅቷል። አንዳንድ የምርምር ቁሳቁሶች በፊንላንድ፣ ሲንጋፖር እና ዴንማርክ ባሉ አጋር ላቦራቶሪዎች ይሰጡናል።

ናሙናዎችን ለማፅዳት BINDER FD Classic.የመስመር ማድረቂያ ካቢኔ በክፍሉ ውስጥ ተጭኗል። በውስጡ ያሉት የማሞቂያ ክፍሎች ከ 10 እስከ 300 ° ሴ የሙቀት መጠን ይይዛሉ. በሙከራው ወቅት ለቀጣይ የሙቀት መጠን ክትትል የዩኤስቢ በይነገጽ አለው።

የላቦራቶሪ ሰራተኞች የጭንቀት ፈተናዎችን እና ናሙናዎች ላይ የእርጅና ምርመራዎችን ለማድረግ ይህንን ክፍል ይጠቀማሉ። እንደነዚህ ያሉ ሙከራዎች ቁሳቁሶች እና መሳሪያዎች በተወሰኑ ሁኔታዎች ውስጥ እንዴት እንደሚሠሩ ለመረዳት አስፈላጊ ናቸው-መደበኛ እና ጽንፍ.

ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ናኖሊቶግራፍ በሚቀጥለው ክፍል ውስጥ ተጭኗል። በመጠን ብዙ መቶ ናኖሜትሮች ባለ ሶስት አቅጣጫዊ አወቃቀሮችን ለመሥራት ያስችላል።

የሥራው መርህ በሁለት-ፎቶ ፖሊሜራይዜሽን ክስተት ላይ የተመሰረተ ነው. በመሰረቱ፣ ከፈሳሽ ፖሊመር የሆነን ነገር ለመቅረጽ ሌዘርን የሚጠቀም 3D አታሚ ነው። ፖሊመር የሚጠናከረው የሌዘር ጨረር በሚያተኩርበት ቦታ ላይ ብቻ ነው።

በሥዕሉ ላይ፡ XNUMX ዲ ናኖሊቶግራፍ

ፕሮሰሰሮችን ለመፍጠር እና በቀጭኑ የንብርብር ቁሳቁሶች ለመስራት ከሚጠቀሙት መደበኛ የሊቶግራፊ ቴክኒኮች በተቃራኒ ባለ ሁለት ፎቶ ፖሊሜራይዜሽን ውስብስብ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ አወቃቀሮችን ለመፍጠር ያስችላል። ለምሳሌ፣ እንደዚህ፡-

የላቦራቶሪው ቀጣይ ክፍል ለእይታ ሙከራዎች ጥቅም ላይ ይውላል.

ወደ አሥር ሜትር የሚጠጋ ትልቅ የኦፕቲካል ጠረጴዛ አለ፣ በብዙ ጭነቶች የተሞላ። የእያንዲንደ ተከላ ዋና ዋና ነገሮች የጨረር ምንጮች (ሌዘር እና መብራቶች), ስፔክቶሜትሮች እና ማይክሮስኮፖች ናቸው. ከአጉሊ መነጽር አንዱ በአንድ ጊዜ ሶስት የኦፕቲካል ቻናሎች አሉት - የላይኛው ፣ የጎን እና የታችኛው።

ማስተላለፊያ እና ነጸብራቅ ስፔክትሮችን ብቻ ሳይሆን መበታተንንም ለመለካት ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል. የኋለኛው ስለ nanoobjects ለምሳሌ የናኖአንቴናስ የጨረር ባህሪያት እና የጨረር ንድፎችን በተመለከተ በጣም የበለጸገ መረጃን ይሰጣል።

በፎቶው ውስጥ: በሲሊኮን ቅንጣቶች ላይ የብርሃን መበታተን ውጤት

ሁሉም መሳሪያዎች ነጠላ የንዝረት ማፈን ስርዓት ባለው ጠረጴዛ ላይ ይገኛሉ. የማንኛውም ሌዘር ጨረራ ወደ ማንኛውም የኦፕቲካል ሲስተሞች እና ማይክሮስኮፖች ጥቂት መስተዋቶችን ብቻ በመጠቀም መላክ እና ምርምር ሊቀጥል ይችላል።

የማያቋርጥ ሞገድ ጋዝ ሌዘር በጣም ጠባብ ስፔክትረም ያለው በ ላይ ሙከራዎችን ለማካሄድ ያስችላል ራማን ስፔክትሮስኮፒ. የሌዘር ጨረሩ በናሙናው ወለል ላይ ያተኮረ ነው, እና የተበታተነው ብርሃን ስፔክትረም በ spectrometer ይመዘገባል.

የማይለዋወጥ የብርሃን መበታተን (በሞገድ ርዝመት ለውጥ) ጋር የሚዛመዱ ጠባብ መስመሮች በእይታ ውስጥ ይታያሉ. እነዚህ ቁንጮዎች ስለ ናሙናው ክሪስታል መዋቅር እና አንዳንድ ጊዜ ስለ ነጠላ ሞለኪውሎች ውቅር መረጃ ይሰጣሉ።

በክፍሉ ውስጥ የተጫነ femtosecond laser አለ። እጅግ በጣም አጭር (100 ፌምቶ ሰከንድ - በሰከንድ አንድ አስር ትሪሊየን) የሌዘር ጨረር ከፍተኛ ኃይል ማመንጨት ይችላል። በውጤቱም, ቀጥተኛ ያልሆኑ የኦፕቲካል ተፅእኖዎችን ለማጥናት እድሉን እናገኛለን-የእጥፍ ድግግሞሽ ማመንጨት እና በተፈጥሮ ሁኔታዎች ውስጥ ሊገኙ የማይችሉ ሌሎች መሰረታዊ ክስተቶች.

የእኛ ክሪዮስታት በቤተ ሙከራ ውስጥም ይገኛል። የኦፕቲካል መለኪያዎችን ከተመሳሳይ ምንጮች ስብስብ ጋር ይፈቅዳል, ነገር ግን በዝቅተኛ የሙቀት መጠን - እስከ ሰባት ኬልቪን, በግምት -266 ° ሴ.

በእንደዚህ ዓይነት ሁኔታዎች ውስጥ ብዙ ልዩ ክስተቶች ሊታዩ ይችላሉ, በተለይም በብርሃን እና በቁስ መካከል ያለው የጠንካራ ትስስር ገዥ አካል, ፎቶን እና ኤክሳይቶን (ኤሌክትሮን-ቀዳዳ ጥንድ) አንድ ቅንጣትን ሲፈጥሩ - ኤክሳይቶን-ፖላሪቶን. ፖላሪቶኖች በኳንተም ኮምፒዩቲንግ እና ጠንካራ ያልሆኑ የመስመር ላይ ተፅእኖዎች ባላቸው መሳሪያዎች ውስጥ ትልቅ ተስፋ አላቸው።

በፎቶው ውስጥ፡ INTEGRA መፈተሻ ማይክሮስኮፕ

በመጨረሻው የላቦራቶሪ ክፍል ውስጥ የምርመራ መሳሪያዎቻችንን አስቀመጥን - የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ መቃኘት и የፍተሻ ምርመራ ማይክሮስኮፕ. የመጀመሪያው ከፍተኛ የቦታ ጥራት ያለው የአንድን ነገር ወለል ምስል እንዲያገኙ እና የእያንዳንዱን ቁሳቁስ ንጣፍ ስብጥር ፣ መዋቅር እና ሌሎች ባህሪዎችን እንዲያጠኑ ይፈቅድልዎታል። ይህንን ለማድረግ በከፍተኛ ቮልቴጅ በተጣደፉ ኤሌክትሮኖች በተተኮረ ጨረር ይቃኛቸዋል.

የፍተሻ መፈተሻ ማይክሮስኮፕ የናሙናውን ገጽታ የሚቃኝ መጠይቅን በመጠቀም ተመሳሳይ ነገር ያደርጋል. በዚህ ሁኔታ ስለ ናሙናው ወለል "የመሬት ገጽታ" እና ስለ አካባቢያዊ ባህሪያቱ, ለምሳሌ የኤሌክትሪክ እምቅ እና ማግኔሽን (ማግኔቲንግ) መረጃን በአንድ ጊዜ ማግኘት ይቻላል.

በሥዕሉ ላይ፡ የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ S50 EDAX በመቃኘት ላይ

እነዚህ መሳሪያዎች ለቀጣይ የኦፕቲካል ጥናቶች ናሙናዎችን ለመለየት ይረዱናል.

ፕሮጀክቶች እና እቅዶች

የላብራቶሪው ዋና ፕሮጀክቶች አንዱ ከ ጋር የተያያዘ ነው በማጥናት የብርሃን እና የቁስ አካላት ድብልቅ ሁኔታዎች በኳንተም ቁሳቁሶች-ኤክሳይቶን-ፖላሪቶኖች ቀደም ሲል የተጠቀሱት። ከሩሲያ ፌዴሬሽን የትምህርት እና የሳይንስ ሚኒስቴር የተገኘ አንድ ሜጋ-ግራንት ለዚህ ርዕስ ተሰጥቷል. ፕሮጀክቱ የሚመራው በሼፊልድ ዩኒቨርሲቲ መሪ ሳይንቲስት ሞሪስ ሽኮልኒክ ነው። በፕሮጀክቱ ላይ የሙከራ ሥራ የሚከናወነው በአንቶን ሳምሴቭ ሲሆን የንድፈ ሃሳቡ ክፍል በፊዚክስ እና ቴክኖሎጂ ፋኩልቲ ፕሮፌሰር ኢቫን ሼሊክ ይመራል።

የላቦራቶሪ ሰራተኞችም ሶሊቶን በመጠቀም መረጃን የማስተላለፊያ መንገዶችን እያጠኑ ነው። ሶሊቶንስ በመበታተን የማይነኩ ማዕበሎች ናቸው። ለዚህም ምስጋና ይግባውና በሶልቶኖች የሚተላለፉ ምልክቶች ሲሰራጭ "አይሰራጭም" ይህም የመተላለፊያውን ፍጥነት እና መጠን ለመጨመር ያስችላል.

በ 2018 መጀመሪያ ላይ የዩኒቨርሲቲያችን ሳይንቲስቶች እና በቭላድሚር የዩኒቨርሲቲው ባልደረቦች ቀርቧል የአንድ ጠንካራ-ግዛት ቴራሄትዝ ሌዘር ሞዴል። የእድገቱ ልዩነት ቴራሄትስ ጨረር ከእንጨት, ከፕላስቲክ እና ከሴራሚክስ በተሠሩ ነገሮች "አይዘገይም" ነው. ለዚህ ንብረት ምስጋና ይግባውና ሌዘር በተሳፋሪ እና በሻንጣ መፈተሻ ቦታዎች ላይ የብረት ነገሮችን በፍጥነት ለመፈለግ ያገለግላል. ሌላው ተፈጻሚነት ያለው ቦታ የጥንት የጥበብ ዕቃዎችን ወደነበረበት መመለስ ነው. የኦፕቲካል ስርዓቱ በቀለም ወይም በሴራሚክስ ንብርብሮች ስር የተደበቁ ምስሎችን ለማግኘት ይረዳል.

እቅዳችን የበለጠ ውስብስብ ምርምር ለማድረግ ላቦራቶሪውን በአዲስ መሳሪያዎች ማስታጠቅ ነው። ለምሳሌ፣ የሚስተካከል femtosecond laser ይግዙ፣ ይህም የሚጠናውን የቁሳቁስ መጠን በእጅጉ ያሰፋል። ይህ ከ ጋር በተያያዙ ስራዎች ላይ ይረዳል ልማት ኳንተም ቺፕስ ለቀጣዩ ትውልድ የኮምፒዩተር ሲስተሞች።

ITMO ዩኒቨርሲቲ እንዴት እንደሚሰራ እና እንደሚኖረው፡-

• ITMO University TL;DR ዲጀስት፡- ክላሲካል ያልሆኑ ምዝገባዎች እና አስደሳች ቁሶች
• የኳንተም ኮሙኒኬሽን - ሊጠለፍ የማይችል የውሂብ ማስተላለፊያ ስርዓቶች ፕሮጀክት
• ብልጥ ስቴቶስኮፕ ከ ITMO ዩኒቨርሲቲ አፋጣኝ የመነሻ ፕሮጀክት ነው።

ምንጭ: hab.com