Prima avemu mostratu u nostru и . Oghje pudete guardà u laboratoriu otticu di a Facultà di Fisica è Tecnulugia di l'Università ITMO.
In figura: nanolitografia XNUMXD
U Laboratoriu di Materiali Quantu di Bassa Dimensione appartene à u Centru di Ricerca per Nanofotonica è Metamateriali () nantu à a basa .
I so impiegati sò impegnati pruprietà : plasmoni, ecconi è polaritoni. Questi studii permetteranu di creà computer ottici è quantistici cumpleti. U laboratoriu hè divisu in parechji spazii di travagliu chì copre tutte e tappe di u travagliu cù materiali quantistici di dimensioni bassu: preparazione di campioni, a so fabricazione, carattarizazione è studii otticu.
A prima zona hè dotata di tuttu ciò chì hè necessariu per a preparazione di mostra .
Un pulitore ultrasonicu hè stallatu per pulizziari, è per assicurà u travagliu sicuru cù l'alcooli, un cappucciu d'escapamentu putente hè equipatu quì. Certi materiali di ricerca ci sò furniti da laboratori partenarii in Finlandia, Singapore è Danimarca.
Per sterilizà i campioni, un armariu di secche BINDER FD Classic.Line hè stallatu in a stanza. L'elementi riscaldanti in ellu mantene a temperatura da 10 à 300 ° C. Hà una interfaccia USB per u monitoraghju cuntinuu di a temperatura durante l'esperimentu.
U staffu di u laboratoriu usa ancu sta camera per fà teste di stress è teste di anziane nantu à i campioni. Tali esperimenti sò necessarii per capiscenu cumu si cumportanu i materiali è i dispositi in certi cundizioni: standard è estremu.
Un nanolitografu tridimensionale hè stallatu in a stanza vicinu. Permette a fabricazione di strutture tridimensionali di parechji centu nanometri di grandezza.
U principiu di u so funziunamentu hè basatu annantu à u fenomenu di polimerizazione di dui fotoni. Essenzialmente, hè una stampante 3D chì usa laser per furmà un ughjettu da un polimeru liquidu. U polimeru indurisce solu à u puntu induve u fasciu laser hè focu.
In figura: nanolitografia XNUMXD
A cuntrariu di i tecnichi di litografia standard, chì sò usati per creà processori è travaglià cù strati sottili di materiali, a polimerizazione di dui fotoni permette a creazione di strutture tridimensionali cumplessi. Per esempiu, cusì:
A stanza vicinu di u laboratoriu hè aduprata per esperimenti ottici.
Ci hè un grande tavulinu otticu longu quasi dece metri, pienu di numerosi installazioni. L'elementi principali di ogni installazione sò fonti di radiazione (lasers è lampade), spettrometri è microscopi. Unu di i microscopi hà trè canali ottichi à una volta - superiore, laterale è bassu.
Pò esse usatu per misurà micca solu spettri di trasmissione è riflessione, ma ancu di scattering. L'ultimi furnisce infurmazioni assai ricche nantu à i nanooggetti, per esempiu, e caratteristiche spettrali è i mudelli di radiazione di nanoantenni.
In a photo: l'effettu di a sparghjera di a luce nantu à e particelle di siliciu
Tuttu l'equipaggiu si trova nantu à una tavola cù un sistema di suppressione di vibrazione unicu. A radiazione di ogni laser pò esse mandatu à qualsiasi di i sistemi ottici è microscopi cù solu uni pochi di specchi è a ricerca pò esse cuntinuata.
Un laser à gas à onda cuntinuu cù un spettru assai strettu permette di fà esperimenti . U fasciu laser hè focu annantu à a superficia di a mostra, è u spettru di u lume spargugliatu hè registratu da un spettrometru.
Linee strette chì currispondenu à a dispersione di luce inelastica (cù un cambiamentu di a lunghezza d'onda) sò osservati in i spettri. Questi picchi furnisce infurmazioni nantu à a struttura di cristalli di a mostra, è qualchì volta ancu nantu à a cunfigurazione di e molécule individuali.
Ci hè ancu un laser femtosecondu installatu in a stanza. Hè capace di generà impulsi di radiazione laser assai brevi (100 femtoseconds - una deci trilioni di seconda) cù una putenza enormosa. In u risultatu, avemu l'uppurtunità di studià effetti ottichi non lineari: generazione di frequenze radduppiate è altri fenomeni fundamentali inaccessibili in cundizioni naturali.
U nostru criostatu hè ancu situatu in u laboratoriu. Permette misurazioni otticu cù u listessu settore di fonti, ma à bassa temperatura - finu à sette Kelvin, chì hè apprussimatamente uguali à -266 ° C.
In tali cundizioni, una quantità di fenomeni unichi pò esse osservatu, in particulare, u regime di forte accoppiamentu trà a luce è a materia, quandu un fotònu è un exciton (coppiu elettroni-buco) formanu una sola particella - un exciton-polariton. I polaritoni anu una grande prumessa in i campi di l'informatica quantistica è di i dispositi cù forti effetti non lineari.
In a foto: microscope à sonda INTEGRA
In l'ultima stanza di u laboratoriu pusemu i nostri strumenti di diagnostichi - и . U primu permette di ottene una maghjina di a superficia di un ughjettu cù una alta risuluzione spaziale è studià a cumpusizioni, a struttura è l'altri pruprietà di i strati di a superficia di ogni materiale. Per fà questu, li scansa cun un fasciu focalizatu di elettroni accelerati da alta tensione.
Un microscopiu di sonda di scanning faci a listessa cosa cù una sonda chì scansa a superficia di a mostra. In questu casu, hè pussibule di ottene infurmazioni simultaneamente nantu à u "paisaje" di a superficia di mostra è nantu à e so proprietà lucali, per esempiu, u putenziale elettricu è a magnetizazione.
In figura: microscopiu elettronicu à scanning S50 EDAX
Questi strumenti ci aiutanu à caratterizà i campioni per più studii ottici.
Prughjetti è piani
Unu di i prughjetti principali di u laboratoriu hè in relazione stati hibridi di luce è materia in materiali quantum-exciton-polaritons digià citatu sopra. Un mega-subvenzione da u Ministeru di l'Educazione è a Scienza di a Federazione Russa hè dedicatu à questu tema. U prughjettu hè guidatu da un scienziatu di punta di l'Università di Sheffield, Maurice Shkolnik. U travagliu spirimintali nantu à u prugettu hè realizatu da Anton Samusev, è a parte teorica hè guidata da u Prufessore di a Facultà di Fisica è Tecnulugia Ivan Shelykh.
U staffu di u laboratoriu studia ancu modi per trasmette l'infurmazioni cù solitoni. Solitons sò onde chì ùn sò micca affettati da a dispersione. Grazie à questu, i signali trasmessi cù solitoni ùn "sparghjenu" cumu si propaganu, chì permette di aumentà a velocità è a gamma di trasmissione.
À u principiu di 2018, i scientisti di a nostra Università è i culleghi di l'università in Vladimir mudellu di un laser terahertz à u statu solidu. A peculiarità di u sviluppu hè chì a radiazione terahertz ùn hè micca "ritardata" da l'uggetti fatti di legnu, plastica è ceramica. Grazie à sta pruprietà, u laser serà utilizatu in e zone di ispezione di i passageri è di i bagaglii per a ricerca rapida di l'uggetti metallichi. Un altru spaziu di appiecabilità hè a risturazione di l'uggetti d'arti antichi. U sistema otticu aiuterà à ottene l'imaghjini ammucciati sottu strati di pittura o ceramica.
I nostri piani sò di equipà u laboratoriu cù novi equipaghji per fà una ricerca ancu più cumplessa. Per esempiu, cumprà un laser femtosecondu sintonizzabile, chì allargarà significativamente a gamma di materiali studiati. Questu aiuterà cù e attività relative chips quantum per i sistemi di calculu di a prossima generazione.
Cumu l'Università ITMO travaglia è vive:
Source: www.habr.com