Буга чейин биз өзүбүздү көрсөткөн и . Бүгүн сиз ITMO университетинин физика-техникалык факультетинин оптикалык лабораториясын көрө аласыз.
Сүрөттө: XNUMXD нанолитограф
Төмөн өлчөмдүү кванттык материалдар лабораториясы нанофотоника жана метаматериалдар изилдөө борборуна () Базада .
Анын кызматкерлери алектенишет касиеттери : плазмондор, экситондор жана поляритондор. Бул изилдөөлөр толук кандуу оптикалык жана кванттык эсептөө машиналарын түзүүгө мүмкүндүк берет. Лаборатория аз өлчөмдүү кванттык материалдар менен иштөөнүн бардык этаптарын камтыган бир нече жумушчу аймактарга бөлүнөт: үлгүлөрдү даярдоо, аларды жасоо, мүнөздөмө жана оптикалык изилдөө.
Биринчи зона үлгүлөрдү даярдоо үчүн зарыл болгон нерселердин баары менен жабдылган .
Аларды тазалоо үчүн ультра үн тазалагыч орнотулган, ал эми спирттер менен коопсуз иштөө үчүн бул жерде кубаттуу соргуч орнотулган. Кээ бир изилдөө материалдары бизге Финляндиядагы, Сингапурдагы жана Даниядагы өнөктөш лабораториялар тарабынан жеткирилет.
Үлгүлөрдү стерилизациялоо үчүн бөлмөдө BINDER FD Classic.Line кургатуу шкафы орнотулган. Анын ичиндеги жылытуу элементтери 10дон 300°Сге чейинки температураны кармап турат. Эксперимент учурунда температураны үзгүлтүксүз көзөмөлдөө үчүн USB интерфейси бар.
Лабораториянын кызматкерлери бул камераны үлгүлөр боюнча стресс-тесттерди жана карылык тесттерин жүргүзүү үчүн да колдонушат. Мындай эксперименттер кээ бир шарттарда материалдар жана аппараттар өзүн кантип түшүнүү үчүн зарыл: стандарттуу жана экстремалдык.
Кийинки бөлмөгө үч өлчөмдүү нанолитограф орнотулган. Ал бир нече жүз нанометр өлчөмүндөгү үч өлчөмдүү түзүлүштөрдү жасоого мүмкүндүк берет.
Анын иштөө принциби эки фотондуу полимеризация кубулушуна негизделген. Негизи бул суюк полимерден объектти калыптандыруу үчүн лазерлерди колдонгон 3D принтер. Полимер лазер нуру топтолгон жерде гана катып калат.
Сүрөттө: XNUMXD нанолитограф
Процессорлорду түзүү жана материалдардын жука катмарлары менен иштөө үчүн колдонулган стандарттуу литография ыкмаларынан айырмаланып, экифотондук полимерлөө татаал үч өлчөмдүү түзүлүштөрдү түзүүгө мүмкүндүк берет. Мисалы, бул сыяктуу:
Лабораториянын кийинки бөлмөсү оптикалык эксперименттер үчүн колдонулат.
Көптөгөн орнотуулар менен толтурулган дээрлик он метр узундуктагы чоң оптикалык стол бар. Ар бир орнотуунун негизги элементтери болуп нурлануу булактары (лазерлер жана лампалар), спектрометрлер жана микроскоптор саналат. Микроскоптордун биринде бир эле учурда үч оптикалык канал бар - жогорку, каптал жана төмөнкү.
Аны өткөрүү жана чагылдыруу спектрлерин гана эмес, чачыранды да өлчөө үчүн колдонсо болот. Акыркысы нанообъекттер жөнүндө, мисалы, наноантенналардын спектралдык мүнөздөмөлөрү жана радиациялык схемалары жөнүндө абдан бай маалымат берет.
Сүрөттө: кремний бөлүкчөлөрүнө жарык чачырандысынын таасири
Бардык жабдуулар титирөөнү басуу системасы менен үстөлдүн үстүндө жайгашкан. Кандайдыр бир лазердин нурлануусу оптикалык системаларга жана микроскопторго бир нече күзгү аркылуу жөнөтүлүп, изилдөө улантылышы мүмкүн.
Өтө тар спектрдеги үзгүлтүксүз толкундуу газ лазери эксперименттерди жүргүзүүгө мүмкүндүк берет . Лазер нуру үлгүнүн бетине фокусталып, чачыраган жарыктын спектри спектрометр аркылуу жазылат.
Спектрлерде жарыктын ийкемсиз чачырашына (толкун узундугунун өзгөрүшү менен) туура келген кууш сызыктар байкалат. Бул чокулар үлгүнүн кристаллдык түзүлүшү, ал тургай кээде айрым молекулалардын конфигурациясы жөнүндө маалымат берет.
Ошондой эле бөлмөдө фемтосекунддук лазер орнотулган. Ал өтө кыска (100 фемтосекунд – секунданын он триллиондон бир бөлүгү) чоң кубаттуулуктагы лазердик нурлануунун импульстарын түзүүгө жөндөмдүү. Натыйжада биз сызыктуу эмес оптикалык эффекттерди: эки эселенген жыштыктарды генерациялоону жана табигый шарттарда жетүүгө мүмкүн болбогон башка фундаменталдуу кубулуштарды изилдөөгө мүмкүнчүлүк алабыз.
Биздин криостат дагы лабораторияда жайгашкан. Ал ошол эле булактардын топтому менен оптикалык өлчөөлөрдү жүргүзүүгө мүмкүндүк берет, бирок төмөн температурада - жети Кельвинге чейин, бул болжол менен -266°Сге барабар.
Мындай шарттарда бир катар уникалдуу кубулуштарды, атап айтканда, фотон менен экситон (электрон-тешик түгөй) бир бөлүкчө - экситон-поляритонду түзгөндө жарык менен заттын күчтүү байланыш режимин байкоого болот. Поляритондор кванттык эсептөөлөр жана күчтүү сызыктуу эмес эффектилери бар түзүлүштөр тармагында чоң үмүт берет.
Сүрөттө: INTEGRA зонд микроскобу
Лабораториянын акыркы бөлмөсүнө диагностикалык аспаптарыбызды койдук - и . Биринчиси, жогорку мейкиндик чечүүчүлүгү менен объекттин бетинин сүрөтүн алууга жана ар бир материалдын беттик катмарларынын курамын, түзүлүшүн жана башка касиеттерин изилдөөгө мүмкүндүк берет. Бул үчүн, ал аларды жогорку чыңалуу менен тездетилген электрондордун фокусталган нуру менен сканерлейт.
Скандоочу зонд микроскобу үлгүнүн бетин сканерлөөчү зондду колдонуу менен ошол эле нерсени жасайт. Бул учурда, бир эле учурда үлгү бетинин "ландшафт" жөнүндө жана анын жергиликтүү касиеттери, мисалы, электр потенциалы жана магниттештирүү жөнүндө маалымат алууга болот.
Сүрөттө: сканерлөөчү электрондук микроскоп S50 EDAX
Бул аспаптар бизге мындан аркы оптикалык изилдөөлөр үчүн үлгүлөрдү мүнөздөөгө жардам берет.
Долбоорлор жана пландар
Лабораториянын негизги долбоорлорунун бири менен байланышкан кванттык материалдардагы жарык менен заттын гибриддик абалы — жогоруда айтылган экситон-поляритондор. Бул темага Россия Федерациясынын Билим берүү жана илим министрлигинин мегагрантына арналган. Долбоорду Шеффилд университетинин алдыңкы окумуштуусу Морис Школьник жетектейт. Долбоор боюнча эксперименталдык иштерди Антон Самусев, ал эми теориялык бөлүгүн физика-техникалык факультетинин профессору Иван Шелых жетектейт.
Лабораториянын кызматкерлери солитондордун жардамы менен маалымат берүүнүн жолдорун да изилдеп жатышат. Солитондор - дисперсия таасир этпеген толкундар. Мунун аркасында солитондор аркылуу берилүүчү сигналдар тараган сайын “жайылбайт”, бул берүү ылдамдыгын да, диапазонун да көбөйтүүгө мүмкүндүк берет.
2018-жылдын башында биздин университеттин окумуштуулары жана Владимир шаарындагы университеттин кесиптештери катуу абалдагы терагерц лазеринин модели. Өнүктүрүүнүн өзгөчөлүгү терагерц нурлануусу жыгачтан, пластмассадан жана керамикадан жасалган буюмдар тарабынан «кечигип» калбагандыгында. Бул касиетинин аркасында лазер темир буюмдарды тез издөө үчүн жүргүнчүлөрдү жана багажды текшерүү аймактарында колдонулат. Колдонуучулуктун дагы бир чөйрөсү - байыркы искусство объекттерин калыбына келтирүү. Оптикалык система боёк же керамика катмарларынын астында катылган сүрөттөрдү алууга жардам берет.
Биздин пландарыбыз — лабораторияны мындан да татаал изил-деелерду жургузуу учун жацы жабдуулар менен жабдуу. Мисалы, изилденүүчү материалдардын диапазонун бир топ кеңейтүүчү фемтосекунддук лазерди сатып алыңыз. Бул байланышкан милдеттерди чечүүгө жардам берет кийинки муундун эсептөө системалары үчүн кванттык чиптер.
ITMO университети кантип иштейт жана жашайт:
Source: www.habr.com