Earder lieten wy ús и . Hjoed kinne jo sjen nei it optysk laboratoarium fan 'e Fakulteit fan Natuerkunde en Technology fan' e ITMO Universiteit.
Ofbylding: 3D nanolitografy
It Laboratory of Low-Dimensional Quantum Materials heart ta it Research Centre for Nanophotonics and Metamaterials () op de basis .
Har meiwurkers binne dwaande eigenskippen : plasmons, excitons en polaritons. Dizze stúdzjes sille it mooglik meitsje om folweardige optyske en kwantumkompjûters te meitsjen. It laboratoarium is ferdield yn ferskate wurkgebieten dy't alle stadia fan wurk mei leechdiminsjonale kwantummaterialen dekke: sample tarieding, har fabryk, karakterisaasje en optyske stúdzjes.
De earste sône is foarsjoen fan alles nedich foar sample tarieding .
In ultrasone skjinner is ynstalleare om se skjin te meitsjen, en om feilich wurk mei alkoholen te garandearjen, is hjir in krêftige útlaatkap foarsjoen. Guon ûndersyksmaterialen wurde oan ús levere troch partnerlaboratoaren yn Finlân, Singapore en Denemarken.
Foar it sterilisearjen fan samples wurdt in BINDER FD Classic.Line droechkast yn 'e keamer ynstalleare. De ferwaarmingseleminten dêryn hâlde temperatueren fan 10 oant 300 °C. It hat in USB-ynterface foar trochgeande temperatuermonitoring tidens it eksperimint.
Laboratoariumpersoniel brûke dizze keamer ek om stresstests en ferâlderingstests út te fieren op samples. Sokke eksperiminten binne nedich om te begripen hoe't materialen en apparaten har gedrage ûnder bepaalde betingsten: standert en ekstreem.
In trijediminsjonale nanolithografy is ynstalleare yn 'e folgjende keamer. It makket it mooglik om trijediminsjonale struktueren te meitsjen fan ferskate hûnderten nanometer yn grutte.
It prinsipe fan syn wurking is basearre op it fenomeen fan twa-foton polymerization. Yn essinsje is it in 3D-printer dy't lasers brûkt om in objekt te foarmjen fan in floeibere polymeer. It polymeer ferhurdet allinnich op it punt dêr't de laser beam is rjochte.
Ofbylding: 3D nanolitografy
Oars as standert litografyske techniken, dy't wurde brûkt om prosessoren te meitsjen en te wurkjen mei tinne lagen fan materialen, lit twa-fotonpolymerisaasje de skepping fan komplekse trijediminsjonale struktueren meitsje. Bygelyks, lykas dit:
De folgjende keamer fan it laboratoarium wurdt brûkt foar optyske eksperiminten.
Der is in grutte optyske tafel hast tsien meter lang, fol mei tal fan ynstallaasjes. De wichtichste eleminten fan elke ynstallaasje binne strielingsboarnen (lasers en lampen), spektrometers en mikroskopen. Ien fan 'e mikroskopen hat trije optyske kanalen tagelyk - boppe, side en ûnder.
It kin brûkt wurde om net allinich transmissie- en refleksjespektra te mjitten, mar ek fersprieding. De lêste jouwe tige rike ynformaasje oer nanoobjekten, bygelyks de spektrale skaaimerken en stralingspatroanen fan nanoantennes.
Op de foto: it effekt fan ljochtferstrooiing op silisiumdieltsjes
Alle apparatuer leit op in tafel mei in inkele trilling ûnderdrukking systeem. De strieling fan elke laser kin stjoerd wurde nei ien fan 'e optyske systemen en mikroskopen mei mar in pear spegels en ûndersyk kin trochgean.
In trochgeande-wave gas laser mei in hiel smel spektrum makket it mooglik om te fieren eksperiminten op . De laserbeam is rjochte op it oerflak fan 'e stekproef, en it spektrum fan it fersprate ljocht wurdt opnommen troch in spektrometer.
Yn 'e spektra wurde smelle linen oerienkomme mei inelastyske ljochtferstrooiing (mei in feroaring yn golflingte). Dizze peaks jouwe ynformaasje oer de kristalstruktuer fan 'e stekproef, en soms sels oer de konfiguraasje fan yndividuele molekulen.
Der is ek in femtosecond laser ynstallearre yn 'e keamer. It is yn steat om heul koarte (100 femtosekonden - ien tsien triljoenste fan in sekonde) pulsen fan laserstraling mei enoarme krêft te generearjen. As gefolch krije wy de kâns om net-lineêre optyske effekten te studearjen: generaasje fan dûbele frekwinsjes en oare fûnemintele ferskynsels dy't net te berikken binne ûnder natuerlike omstannichheden.
Us kryostaat sit ek yn it laboratoarium. It lit optyske mjittingen mei deselde set fan boarnen, mar by lege temperatueren - oant sân Kelvin, dat is likernôch gelyk oan -266 ° C.
Under sokke betingsten kinne in oantal unike ferskynsels waarnommen wurde, benammen it regime fan sterke keppeling tusken ljocht en matearje, as in foton en in exciton (elektron-gat-pear) ien dieltsje foarmje - in exciton-polariton. Polaritons hâlde grutte belofte op it mêd fan quantum computing en apparaten mei sterke net-lineêre effekten.
Op de foto: INTEGRA probe mikroskoop
Yn 'e lêste keamer fan it laboratoarium pleatsten wy ús diagnostyske ynstruminten - и . De earste lit jo in ôfbylding krije fan it oerflak fan in objekt mei hege romtlike resolúsje en studearje de komposysje, struktuer en oare eigenskippen fan 'e oerflaklagen fan elk materiaal. Om dit te dwaan, scant er se mei in rjochte beam fan elektroanen fersneld troch hege spanning.
In skennende probemikroskoop docht itselde ding troch in sonde te brûken dy't it oerflak fan 'e stekproef scant. Yn dit gefal is it mooglik om tagelyk ynformaasje te krijen oer it "lânskip" fan it stekproefflak en oer har lokale eigenskippen, bygelyks elektryske potinsjeel en magnetisaasje.
Ofbylde: skennen elektroanenmikroskoop S50 EDAX
Dizze ynstruminten helpe ús samples te karakterisearjen foar fierdere optyske stúdzjes.
Projekten en plannen
Ien fan 'e wichtichste projekten fan it laboratoarium is relatearre oan hybride steaten fan ljocht en matearje yn kwantummaterialen - exciton-polaritons al neamd hjirboppe. In mega-subsydzje fan it Ministearje fan Underwiis en Wittenskip fan 'e Russyske Federaasje is wijd oan dit ûnderwerp. It projekt wurdt laat troch liedende wittenskipper fan 'e Universiteit fan Sheffield, Maurice Shkolnik. Eksperiminteel wurk oan it projekt wurdt útfierd troch Anton Samusev, en it teoretyske diel wurdt laat troch heechlearaar fan 'e Fakulteit fan Natuerkunde en Technology Ivan Shelykh.
Laboratoariummeiwurkers ûndersiikje ek manieren om ynformaasje oer te dragen mei solitons. Solitons binne weagen dy't net wurde beynfloede troch dispersje. Mei tank oan dit, sinjalen oerdroegen mei solitons net "ferspriede" as se propagearje, dat makket it mooglik om te fergrutsjen sawol de snelheid en berik fan oerdracht.
Oan it begjin fan 2018, wittenskippers fan ús Universiteit en kollega's fan 'e universiteit yn Vladimir model fan in solid-state terahertz laser. De eigenaardichheid fan 'e ûntwikkeling is dat terahertz-strieling net "fertrage" wurdt troch objekten makke fan hout, plastyk en keramyk. Mei tank oan dit pân sil de laser brûkt wurde yn gebieten foar ynspeksje fan passazjiers en bagaazje foar fluch sykjen nei metalen objekten. In oar gebiet fan tapaslikens is de restauraasje fan âlde keunstfoarwerpen. It optyske systeem sil helpe om ôfbyldings te krijen ferburgen ûnder lagen fan ferve as keramyk.
Us plannen binne it laboratoarium út te rusten mei nije apparatuer om noch komplekser ûndersyk út te fieren. Bygelyks, keapje in ynstelbere femtosecond laser, dat sil gâns útwreidzje it oanbod fan materialen wurde bestudearre. Dit sil helpe mei taken yn ferbân mei quantum chips foar folgjende generaasje kompjûtersystemen.
Hoe ITMO University wurket en libbet:
Boarne: www.habr.com