ທັດສະນະຮູບພາບ: ສິ່ງທີ່ເຂົາເຈົ້າເຮັດຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງຂອງວັດສະດຸ quantum ຢູ່ ITMO University

ກ່ອນຫນ້ານີ້ພວກເຮົາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຂອງພວກເຮົາ fablab и ຫ້ອງທົດລອງຂອງລະບົບ cyberphysical. ມື້​ນີ້​ທ່ານ​ສາ​ມາດ​ເບິ່ງ​ຫ້ອງ​ທົດ​ລອງ optical ຂອງ​ວິ​ຊາ​ຟີ​ຊິກ​ແລະ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ຂອງ​ວິ​ທະ​ຍາ​ໄລ ITMO​.

ຮູບພາບ: nanolithograph 3D

ຫ້ອງ​ທົດ​ລອງ​ຂອງ​ວັດ​ສະ​ດຸ Quantum ມິ​ຕິ​ລະ​ດັບ​ຕ​່​ໍ​າ​ເປັນ​ຂອງ​ສູນ​ຄົ້ນ​ຄວ້າ​ສໍາ​ລັບ Nanophotonics ແລະ Metamaterials (MetaLab) ບົນພື້ນຖານ ຄະນະຟີຊິກສາດ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີ.

ພະນັກງານຂອງຕົນມີສ່ວນພົວພັນ ຮຽນ ຄຸນສົມບັດ quasiparticles: plasmons, excitons ແລະ polaritons. ການສຶກສາເຫຼົ່ານີ້ຈະເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະສ້າງຄອມພິວເຕີ optical ແລະ quantum ຢ່າງເຕັມທີ່. ຫ້ອງທົດລອງໄດ້ຖືກແບ່ງອອກເປັນຫຼາຍພື້ນທີ່ເຮັດວຽກກວມເອົາທຸກຂັ້ນຕອນຂອງການເຮັດວຽກດ້ວຍວັດສະດຸ quantum ຕ່ໍາ: ການກະກຽມຕົວຢ່າງ, fabrication ຂອງເຂົາເຈົ້າ, ລັກສະນະແລະການສຶກສາ optical.

ເຂດທໍາອິດແມ່ນອຸປະກອນທີ່ມີຄວາມຈໍາເປັນສໍາລັບການກະກຽມຕົວຢ່າງ metamaterials.

ເຄື່ອງເຮັດຄວາມສະອາດ ultrasonic ໄດ້ຖືກຕິດຕັ້ງເພື່ອເຮັດຄວາມສະອາດພວກມັນ, ແລະເພື່ອຮັບປະກັນການເຮັດວຽກທີ່ປອດໄພກັບເຫຼົ້າ, ທໍ່ລະບາຍອາກາດທີ່ມີປະສິດທິພາບໄດ້ຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ທີ່ນີ້. ອຸປະກອນການຄົ້ນຄວ້າບາງອັນແມ່ນສະໜອງໃຫ້ພວກເຮົາໂດຍຫ້ອງທົດລອງຄູ່ຮ່ວມງານໃນຟິນແລນ, ສິງກະໂປ ແລະເດນມາກ.

ເພື່ອຂ້າເຊື້ອຕົວຢ່າງ, ຕູ້ອົບແຫ້ງ BINDER FD Classic.Line ຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນຫ້ອງ. ອົງປະກອບຄວາມຮ້ອນພາຍໃນມັນຮັກສາອຸນຫະພູມຈາກ 10 ຫາ 300 ° C. ມັນມີການໂຕ້ຕອບ USB ສໍາລັບການກວດສອບອຸນຫະພູມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນລະຫວ່າງການທົດລອງ.

ພະນັກງານຫ້ອງທົດລອງຍັງໃຊ້ຫ້ອງນີ້ເພື່ອດໍາເນີນການທົດສອບຄວາມກົດດັນແລະການທົດສອບຄວາມສູງອາຍຸໃນຕົວຢ່າງ. ການທົດລອງດັ່ງກ່າວແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນເພື່ອເຂົ້າໃຈວິທີການອຸປະກອນແລະອຸປະກອນປະຕິບັດພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສະເພາະໃດຫນຶ່ງ: ມາດຕະຖານແລະຮ້າຍແຮງ.

A nanolithograph ສາມມິຕິລະດັບໄດ້ຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນຫ້ອງຕໍ່ໄປ. ມັນອະນຸຍາດໃຫ້ fabrication ຂອງໂຄງສ້າງສາມມິຕິລະດັບຫຼາຍຮ້ອຍ nanometers ໃນຂະຫນາດ.

ຫຼັກການຂອງການດໍາເນີນງານຂອງມັນແມ່ນອີງໃສ່ປະກົດການຂອງໂພລີເມີໄບສອງຮູບ. ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວ, ມັນເປັນເຄື່ອງພິມ 3 ມິຕິທີ່ໃຊ້ເລເຊີເພື່ອຮູບຮ່າງວັດຖຸຈາກໂພລີເມີຂອງແຫຼວ. ໂພລີເມີຣ໌ແຂງພຽງແຕ່ຢູ່ໃນຈຸດທີ່ແສງເລເຊີຖືກສຸມໃສ່.

ຮູບພາບ: nanolithograph 3D

ບໍ່ເຫມືອນກັບເຕັກນິກການ lithography ມາດຕະຖານ, ເຊິ່ງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງໂປເຊດເຊີແລະເຮັດວຽກກັບຊັ້ນບາງໆຂອງວັດສະດຸ, ໂພລີເມີໄບສອງໂຟຕອນອະນຸຍາດໃຫ້ສ້າງໂຄງສ້າງສາມມິຕິທີ່ສະລັບສັບຊ້ອນ. ຕົວຢ່າງເຊັ່ນນີ້:

ຫ້ອງຕໍ່ໄປຂອງຫ້ອງທົດລອງແມ່ນໃຊ້ສໍາລັບການທົດລອງ optical.

ມີຕາຕະລາງ optical ຂະຫນາດໃຫຍ່ເກືອບສິບແມັດຍາວ, ເຕັມໄປດ້ວຍການຕິດຕັ້ງຈໍານວນຫລາຍ. ອົງປະກອບຕົ້ນຕໍຂອງການຕິດຕັ້ງແຕ່ລະແມ່ນແຫຼ່ງຮັງສີ (ເລເຊີແລະໂຄມໄຟ), spectrometers ແລະກ້ອງຈຸລະທັດ. ຫນຶ່ງໃນກ້ອງຈຸລະທັດມີສາມຊ່ອງ optical ໃນເວລາດຽວກັນ - ເທິງ, ຂ້າງແລະຕ່ໍາ.

ມັນສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອວັດແທກບໍ່ພຽງແຕ່ສາຍສົ່ງແລະການສະທ້ອນ spectra, ແຕ່ຍັງກະແຈກກະຈາຍ. ອັນສຸດທ້າຍໃຫ້ຂໍ້ມູນທີ່ອຸດົມສົມບູນຫຼາຍກ່ຽວກັບ nanoobjects, ສໍາລັບການຍົກຕົວຢ່າງ, ລັກສະນະ spectral ແລະຮູບແບບ radiation ຂອງ nanoantennas.

ໃນຮູບ: ຜົນກະທົບຂອງການກະແຈກກະຈາຍຂອງແສງສະຫວ່າງກ່ຽວກັບອະນຸພາກຊິລິຄອນ

ອຸປະກອນທັງຫມົດແມ່ນຕັ້ງຢູ່ເທິງໂຕະທີ່ມີລະບົບສະກັດກັ້ນການສັ່ນສະເທືອນດຽວ. ການຮັງສີຂອງເລເຊີໃດໆສາມາດຖືກສົ່ງໄປຫາລະບົບ optical ແລະກ້ອງຈຸລະທັດໂດຍໃຊ້ກະຈົກບໍ່ຫຼາຍປານໃດແລະການຄົ້ນຄວ້າສາມາດສືບຕໍ່ໄດ້.

laser ອາຍແກັສຄື້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງທີ່ມີ spectrum ແຄບຫຼາຍເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະດໍາເນີນການທົດລອງກ່ຽວກັບ Raman spectroscopy. ລໍາແສງເລເຊີແມ່ນສຸມໃສ່ຫນ້າດິນຂອງຕົວຢ່າງ, ແລະ spectrum ຂອງແສງກະແຈກກະຈາຍໄດ້ຖືກບັນທຶກໄວ້ໂດຍ spectrometer.

ເສັ້ນແຄບທີ່ສອດຄ້ອງກັບການກະແຈກກະຈາຍຂອງແສງ inelastic (ມີການປ່ຽນແປງໃນຄວາມຍາວຄື່ນ) ແມ່ນສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນ spectra. ສູງສຸດເຫຼົ່ານີ້ສະຫນອງຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນຂອງຕົວຢ່າງ, ແລະບາງຄັ້ງເຖິງແມ່ນວ່າກ່ຽວກັບການຕັ້ງຄ່າຂອງໂມເລກຸນແຕ່ລະຄົນ.

ນອກຈາກນີ້ຍັງມີເລເຊີ femtosecond ຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນຫ້ອງ. ມັນສາມາດສ້າງກຳມະພັນຂອງລັງສີເລເຊີທີ່ສັ້ນຫຼາຍ (100 femtoseconds - ນຶ່ງສິບພັນຕື້ວິນາທີ) ທີ່ມີພະລັງອັນມະຫາສານ. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາໄດ້ຮັບໂອກາດໃນການສຶກສາຜົນກະທົບທາງ optical nonlinear: ການຜະລິດຂອງຄວາມຖີ່ສອງເທົ່າແລະປະກົດການພື້ນຖານອື່ນໆທີ່ບໍ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທໍາມະຊາດ.

cryostat ຂອງພວກເຮົາຍັງຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງ. ມັນອະນຸຍາດໃຫ້ວັດແທກ optical ກັບຊຸດຂອງແຫຼ່ງດຽວກັນ, ແຕ່ຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ - ເຖິງເຈັດ Kelvin, ເຊິ່ງປະມານເທົ່າກັບ -266 ° C.

ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດັ່ງກ່າວ, ປະກົດການທີ່ເປັນເອກະລັກຈໍານວນຫນຶ່ງສາມາດສັງເກດເຫັນໄດ້, ໂດຍສະເພາະ, ລະບອບການສົມທົບທີ່ເຂັ້ມແຂງລະຫວ່າງແສງສະຫວ່າງແລະວັດຖຸ, ເມື່ອ photon ແລະ exciton (ຄູ່ເອເລັກໂຕຣນິກ - ຮູ) ປະກອບເປັນອະນຸພາກດຽວ - exciton-polariton. Polaritons ຖືຄໍາສັນຍາທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່ໃນຂົງເຂດຂອງຄອມພິວເຕີ້ quantum ແລະອຸປະກອນທີ່ມີຜົນກະທົບທີ່ບໍ່ແມ່ນເສັ້ນທີ່ເຂັ້ມແຂງ.

ໃນຮູບ: INTEGRA probe microscope

ຢູ່ໃນຫ້ອງສຸດທ້າຍຂອງຫ້ອງທົດລອງ, ພວກເຮົາວາງເຄື່ອງມືວິນິດໄສຂອງພວກເຮົາ - ກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກສະແກນ и ການສະແກນກ້ອງຈຸລະທັດ. ທໍາອິດອະນຸຍາດໃຫ້ທ່ານໄດ້ຮັບຮູບພາບຂອງຫນ້າດິນຂອງວັດຖຸທີ່ມີຄວາມລະອຽດທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ສູງແລະສຶກສາອົງປະກອບ, ໂຄງສ້າງແລະຄຸນສົມບັດອື່ນໆຂອງຊັ້ນຫນ້າດິນຂອງແຕ່ລະວັດສະດຸ. ເພື່ອເຮັດສິ່ງນີ້, ລາວໄດ້ສະແກນພວກເຂົາດ້ວຍ beam ສຸມໃສ່ຂອງເອເລັກໂຕຣນິກເລັ່ງໂດຍແຮງດັນສູງ.

ກ້ອງຈຸລະທັດການສະແກນຈະເຮັດແບບດຽວກັນໂດຍການໃຊ້ probe ທີ່ສະແກນພື້ນຜິວຂອງຕົວຢ່າງ. ໃນກໍລະນີນີ້, ມັນເປັນໄປໄດ້ພ້ອມໆກັນທີ່ຈະໄດ້ຮັບຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບ "ພູມສັນຖານ" ຂອງພື້ນຜິວຕົວຢ່າງແລະກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດທ້ອງຖິ່ນຂອງມັນ, ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ທ່າແຮງໄຟຟ້າແລະການສະກົດຈິດ.

ຮູບພາບ: ກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກສະແກນ S50 EDAX

ເຄື່ອງມືເຫຼົ່ານີ້ຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາມີລັກສະນະຕົວຢ່າງສໍາລັບການສຶກສາດ້ານ optical ຕື່ມອີກ.

ໂຄງການແລະແຜນການ

ຫນຶ່ງໃນໂຄງການຕົ້ນຕໍຂອງຫ້ອງທົດລອງແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບ ຮຽນ ລັດປະສົມຂອງແສງ ແລະທາດໃນວັດສະດຸ quantum—exciton-polaritons ທີ່ໄດ້ກ່າວມາແລ້ວຂ້າງເທິງ. ການຊ່ວຍເຫຼືອລ້າຂະຫນາດໃຫຍ່ຈາກກະຊວງສຶກສາທິການແລະວິທະຍາສາດຂອງສະຫະພັນລັດເຊຍແມ່ນອຸທິດໃຫ້ຫົວຂໍ້ນີ້. ໂຄງການດັ່ງກ່າວແມ່ນນໍາພາໂດຍນັກວິທະຍາສາດຊັ້ນນໍາຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Sheffield, Maurice Shkolnik. ການທົດລອງໃນໂຄງການແມ່ນດໍາເນີນໂດຍ Anton Samusev, ແລະພາກສ່ວນທິດສະດີແມ່ນນໍາພາໂດຍອາຈານຂອງຄະນະຟີຊິກສາດແລະເຕັກໂນໂລຊີ Ivan Shelykh.

ພະນັກງານຫ້ອງທົດລອງຍັງສຶກສາວິທີການຖ່າຍທອດຂໍ້ມູນໂດຍໃຊ້ solitons. Solitons ແມ່ນຄື້ນທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກການກະແຈກກະຈາຍ. ຂໍຂອບໃຈກັບສິ່ງນີ້, ສັນຍານທີ່ສົ່ງຜ່ານໂດຍໃຊ້ solitons ບໍ່ "ແຜ່ຂະຫຍາຍ" ຍ້ອນວ່າພວກມັນຂະຫຍາຍພັນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເພີ່ມຄວາມໄວແລະລະດັບການສົ່ງຕໍ່.

ໃນຕົ້ນປີ 2018, ນັກວິທະຍາສາດຈາກມະຫາວິທະຍາໄລຂອງພວກເຮົາແລະເພື່ອນຮ່ວມງານຈາກມະຫາວິທະຍາໄລໃນ Vladimir ນຳ ສະ ເໜີ ຮູບແບບຂອງເລເຊີ terahertz ຂອງລັດແຂງ. ລັກສະນະພິເສດຂອງການພັດທະນາແມ່ນວ່າລັງສີ terahertz ບໍ່ໄດ້ຖືກ "ຊັກຊ້າ" ໂດຍວັດຖຸທີ່ເຮັດດ້ວຍໄມ້, ພາດສະຕິກແລະເຊລາມິກ. ຂໍຂອບໃຈກັບຊັບສິນນີ້, ເລເຊີຈະຖືກນໍາໃຊ້ໃນເຂດກວດກາຜູ້ໂດຍສານແລະກະເປົ໋າສໍາລັບການຊອກຫາວັດຖຸໂລຫະຢ່າງໄວວາ. ພື້ນທີ່ອື່ນຂອງການນໍາໃຊ້ແມ່ນການຟື້ນຟູຂອງສິລະປະວັດຖຸບູຮານ. ລະບົບ optical ຈະຊ່ວຍໃຫ້ໄດ້ຮັບຮູບພາບທີ່ເຊື່ອງໄວ້ພາຍໃຕ້ຊັ້ນຂອງສີຫຼື ceramics.

ແຜນ​ການ​ຂອງ​ພວກ​ເຮົາ​ແມ່ນ​ຈະ​ຈັດ​ໃຫ້​ຫ້ອງ​ທົດ​ລອງ​ມີ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ໃຫມ່​ເພື່ອ​ດໍາ​ເນີນ​ການ​ຄົ້ນ​ຄວ້າ​ສະ​ລັບ​ສັບ​ຊ້ອນ​ຫຼາຍ​ກວ່າ​ເກົ່າ​. ຕົວຢ່າງ, ຊື້ເລເຊີ femtosecond ທີ່ສາມາດປັບໄດ້, ເຊິ່ງຈະຊ່ວຍຂະຫຍາຍອຸປະກອນທີ່ກໍາລັງສຶກສາຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ນີ້ຈະຊ່ວຍໃຫ້ມີວຽກງານທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ ການພັດທະນາ ຊິບ quantum ສໍາລັບລະບົບຄອມພິວເຕີລຸ້ນຕໍ່ໄປ.

ວິ​ທະ​ຍາ​ໄລ ITMO ເຮັດ​ວຽກ​ແລະ​ຊີ​ວິດ​:

• ITMO University TL;DR digest: ການເຂົ້າຮຽນທີ່ບໍ່ແມ່ນຄລາສສິກແລະອຸປະກອນທີ່ຫນ້າສົນໃຈ
• ການສື່ສານ Quantum - ໂຄງການຂອງລະບົບສາຍສົ່ງຂໍ້ມູນ unhackable
• Smart stethoscope - ໂຄງການເລີ່ມຕົ້ນຈາກ ITMO University accelerator

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: www.habr.com