Əvvəllər özümüzü göstərmişdik и . Bu gün siz İTMO Universitetinin Fizika və Texnologiya fakültəsinin optik laboratoriyasına baxa bilərsiniz.
Şəkildə: XNUMXD nanolitoqrafiya
Aşağı Ölçülü Kvant Materialları Laboratoriyası Nanofotonika və Metamateriallar Tədqiqat Mərkəzinə məxsusdur () əsasında .
Onun işçiləri məşğuldur xassələri : plazmonlar, eksitonlar və polaritonlar. Bu tədqiqatlar tam hüquqlu optik və kvant kompüterlərinin yaradılmasına imkan verəcək. Laboratoriya aşağı ölçülü kvant materialları ilə işin bütün mərhələlərini əhatə edən bir neçə iş sahəsinə bölünür: nümunənin hazırlanması, onların istehsalı, xarakteristikası və optik tədqiqatlar.
Birinci zona nümunə hazırlamaq üçün lazım olan hər şeylə təchiz edilmişdir .
Onları təmizləmək üçün ultrasəs təmizləyicisi quraşdırılıb və spirtlərlə təhlükəsiz işləməyi təmin etmək üçün burada güclü egzoz başlığı quraşdırılıb. Bəzi tədqiqat materialları Finlandiya, Sinqapur və Danimarkadakı tərəfdaş laboratoriyalar tərəfindən bizə çatdırılır.
Nümunələri sterilizasiya etmək üçün otaqda BINDER FD Classic.Line qurutma şkafı quraşdırılmışdır. İçindəki qızdırıcı elementlər temperaturu 10-dan 300°C-ə qədər saxlayır. Təcrübə zamanı temperaturun davamlı monitorinqi üçün USB interfeysinə malikdir.
Laboratoriya işçiləri nümunələr üzərində stress testləri və yaşlanma testləri aparmaq üçün də bu kameradan istifadə edirlər. Bu cür təcrübələr materialların və cihazların müəyyən şərtlərdə necə davrandığını anlamaq üçün lazımdır: standart və həddindən artıq.
Yan otaqda üçölçülü nanolitoqrafiya quraşdırılıb. Bu, bir neçə yüz nanometr ölçülü üçölçülü strukturların istehsalına imkan verir.
Onun işləmə prinsipi iki fotonlu polimerləşmə hadisəsinə əsaslanır. Əslində, bu, maye polimerdən obyekti formalaşdırmaq üçün lazerlərdən istifadə edən 3D printerdir. Polimer yalnız lazer şüasının fokuslandığı nöqtədə sərtləşir.
Şəkildə: XNUMXD nanolitoqrafiya
Prosessorlar yaratmaq və materialların nazik təbəqələri ilə işləmək üçün istifadə edilən standart litoqrafiya üsullarından fərqli olaraq, iki fotonlu polimerləşmə mürəkkəb üçölçülü strukturların yaradılmasına imkan verir. Məsələn, bu kimi:
Laboratoriyanın növbəti otağı optik təcrübələr üçün istifadə olunur.
Demək olar ki, on metr uzunluğunda, çoxsaylı qurğularla dolu böyük bir optik masa var. Hər bir qurğunun əsas elementləri şüalanma mənbələri (lazerlər və lampalar), spektrometrlər və mikroskoplardır. Mikroskoplardan birində eyni anda üç optik kanal var - yuxarı, yan və aşağı.
O, yalnız ötürmə və əks etdirmə spektrlərini deyil, həm də səpilməni ölçmək üçün istifadə edilə bilər. Sonuncu nanoobyektlər, məsələn, nanoantenaların spektral xüsusiyyətləri və şüalanma nümunələri haqqında çox zəngin məlumat verir.
Fotoda: işığın səpilməsinin silikon hissəciklərinə təsiri
Bütün avadanlıq tək vibrasiya boğucu sistemi olan bir masa üzərində yerləşir. İstənilən lazerin şüalanması yalnız bir neçə güzgüdən istifadə etməklə istənilən optik sistemlərə və mikroskoplara göndərilə bilər və araşdırmalar davam etdirilə bilər.
Çox dar spektrli davamlı dalğalı qaz lazeri üzərində təcrübələr aparmağa imkan verir . Lazer şüası nümunənin səthinə fokuslanır və səpələnmiş işığın spektri spektrometr tərəfindən qeydə alınır.
Spektrlərdə qeyri-elastik işığın səpilməsinə (dalğa uzunluğunun dəyişməsi ilə) uyğun gələn dar xətlər müşahidə olunur. Bu zirvələr nümunənin kristal quruluşu, bəzən hətta ayrı-ayrı molekulların konfiqurasiyası haqqında məlumat verir.
Otaqda femtosaniyə lazer də quraşdırılıb. O, çox qısa (100 femtosaniyə - saniyənin on trilyonda biri) nəhəng gücə malik lazer şüalanma impulsları yaratmağa qadirdir. Nəticədə qeyri-xətti optik effektləri öyrənmək imkanı əldə edirik: ikiqat tezliklərin yaranması və təbii şəraitdə əlçatmaz olan digər fundamental hadisələr.
Kriostatımız da laboratoriyada yerləşir. Bu, eyni mənbələr dəsti ilə optik ölçmələrə imkan verir, lakin aşağı temperaturda - təxminən -266 ° C-ə bərabər olan yeddi Kelvinə qədər.
Belə şəraitdə bir sıra unikal hadisələri, xüsusən də foton və eksiton (elektron-deşik cütü) tək hissəcik - eksiton-polyarit təşkil etdikdə işıq və maddə arasında güclü birləşmə rejimi müşahidə oluna bilər. Polaritonlar kvant hesablamaları və güclü qeyri-xətti effektləri olan cihazlarda böyük vədlər verir.
Fotoda: INTEGRA zond mikroskopu
Laboratoriyanın son otağında diaqnostika alətlərimizi yerləşdirdik - и . Birincisi, yüksək məkan ayırdetmə qabiliyyətinə malik obyektin səthinin təsvirini əldə etməyə və hər bir materialın səth təbəqələrinin tərkibini, strukturunu və digər xüsusiyyətlərini öyrənməyə imkan verir. Bunun üçün o, yüksək gərginliklə sürətləndirilmiş elektronların fokuslanmış şüası ilə onları skan edir.
Tarama zond mikroskopu nümunənin səthini skan edən bir zonddan istifadə edərək eyni şeyi edir. Bu halda, eyni zamanda nümunə səthinin "landşaftı" və onun yerli xüsusiyyətləri, məsələn, elektrik potensialı və maqnitləşmə haqqında məlumat əldə etmək mümkündür.
Şəkildə: skan edən elektron mikroskopu S50 EDAX
Bu alətlər bizə gələcək optik tədqiqatlar üçün nümunələri xarakterizə etməyə kömək edir.
Layihələr və planlar
Laboratoriyanın əsas layihələrindən biri ilə əlaqədardır kvant materiallarında işığın və maddənin hibrid halları - yuxarıda qeyd olunan eksiton-polaritonlar. Rusiya Federasiyasının Təhsil və Elm Nazirliyinin meqaqrantı bu mövzuya həsr edilmişdir. Layihəyə Şeffild Universitetinin aparıcı alimi Moris Şkolnik rəhbərlik edir. Layihə üzrə eksperimental işləri Anton Samusev, nəzəri hissəyə isə Fizika və Texnologiya fakültəsinin professoru İvan Şelıx rəhbərlik edir.
Laboratoriya işçiləri həmçinin solitonlar vasitəsilə məlumatların ötürülməsi yollarını öyrənirlər. Solitonlar dispersiyadan təsirlənməyən dalğalardır. Bunun sayəsində solitonlar vasitəsilə ötürülən siqnallar yayıldıqca “yayılmır” və bu, həm sürəti, həm də ötürmə diapazonunu artırmağa imkan verir.
2018-ci ilin əvvəlində Universitetimizin alimləri və Vladimirdə universitetdən olan həmkarlar bərk vəziyyətdə olan terahertz lazerinin modeli. İnkişafın özəlliyi ondan ibarətdir ki, terahertz radiasiya ağacdan, plastikdən və keramikadan hazırlanmış əşyalar tərəfindən “gecikdirilmir”. Bu xüsusiyyət sayəsində lazer metal əşyaların sürətli axtarışı üçün sərnişin və baqajın yoxlanılması zonalarında istifadə olunacaq. Digər tətbiq sahəsi qədim sənət əşyalarının bərpasıdır. Optik sistem boya və ya keramika təbəqələri altında gizlənmiş təsvirləri əldə etməyə kömək edəcək.
Planlarımız daha mürəkkəb tədqiqatların aparılması üçün laboratoriyanı yeni avadanlıqlarla təchiz etməkdir. Məsələn, öyrənilən materialların çeşidini əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirəcək tənzimlənən femtosaniyəli lazer alın. Bu, əlaqəli vəzifələrin həllinə kömək edəcəkdir gələcək nəsil hesablama sistemləri üçün kvant çipləri.
ITMO Universiteti necə işləyir və yaşayır:
Mənbə: www.habr.com