Preċedentement urejna tagħna и . Illum tista 'tħares lejn il-laboratorju ottiku tal-Fakultà tal-Fiżika u t-Teknoloġija tal-Università ITMO.
Fir-ritratt: nanolitografiku 3D
Il-Laboratorju ta 'Materjali Quantum ta' Dimensjoni Baxxa jappartjeni għaċ-Ċentru ta 'Riċerka għan-Nanofotonika u l-Metamaterjali () fuq il-bażi .
L-impjegati tagħha huma mqabbda proprjetajiet : plasmons, excitons u polaritons. Dawn l-istudji se jagħmluha possibbli li jinħolqu kompjuters ottiċi u kwantistiċi. Il-laboratorju huwa maqsum f'diversi oqsma tax-xogħol li jkopru l-istadji kollha tax-xogħol b'materjali quantum ta 'dimensjoni baxxa: il-preparazzjoni tal-kampjuni, il-fabbrikazzjoni, il-karatterizzazzjoni u l-istudji ottiċi tagħhom.
L-ewwel żona hija mgħammra b'dak kollu meħtieġ għall-preparazzjoni tal-kampjun .
Cleaner ultrasoniku huwa installat biex jitnaddafhom, u biex jiġi żgurat xogħol sikur bl-alkoħol, barnuża ta 'l-exhaust b'saħħitha hija mgħammra. Xi materjali tar-riċerka huma forniti lilna minn laboratorji sħab fil-Finlandja, Singapor u d-Danimarka.
Biex jiġu sterilizzati l-kampjuni, fil-kamra huwa installat kabinett tat-tnixxif BINDER FD Classic.Line. L-elementi li jsaħħnu ġewwa fih iżommu temperaturi minn 10 sa 300 ° C. Għandu interface USB għal monitoraġġ kontinwu tat-temperatura matul l-esperiment.
Il-persunal tal-laboratorju juża wkoll din il-kamra biex iwettaq testijiet tal-istress u testijiet tat-tixjiħ fuq kampjuni. Esperimenti bħal dawn huma meħtieġa biex wieħed jifhem kif il-materjali u l-apparati jġibu ruħhom taħt ċerti kundizzjonijiet: standard u estremi.
Nanolitografiku tridimensjonali huwa installat fil-kamra li jmiss. Jippermetti l-fabbrikazzjoni ta 'strutturi tridimensjonali diversi mijiet ta' nanometri fid-daqs.
Il-prinċipju tat-tħaddim tiegħu huwa bbażat fuq il-fenomenu ta 'polimerizzazzjoni b'żewġ fotoni. Essenzjalment, huwa printer 3D li juża lejżers biex jifforma oġġett minn polimeru likwidu. Il-polimeru jibbies biss fil-punt fejn ir-raġġ tal-lejżer huwa ffukat.
Fir-ritratt: nanolitografiku 3D
B'differenza mit-tekniki standard tal-litografija, li jintużaw biex joħolqu proċessuri u jaħdmu ma 'saffi irqaq ta' materjali, il-polimerizzazzjoni b'żewġ fotoni tippermetti l-ħolqien ta 'strutturi tridimensjonali kumplessi. Per eżempju, bħal dan:
Il-kamra li jmiss tal-laboratorju tintuża għal esperimenti ottiċi.
Hemm mejda ottika kbira twila kważi għaxar metri, mimlija b'bosta stallazzjonijiet. L-elementi ewlenin ta 'kull installazzjoni huma sorsi ta' radjazzjoni (lasers u lampi), spettrometri u mikroskopji. Wieħed mill-mikroskopji għandu tliet kanali ottiċi f'daqqa - ta 'fuq, tal-ġenb u t'isfel.
Jista 'jintuża biex ikejjel mhux biss l-ispettri ta' trasmissjoni u riflessjoni, iżda wkoll it-tifrix. Dawn tal-aħħar jipprovdu informazzjoni rikka ħafna dwar nanooġetti, pereżempju, il-karatteristiċi spettrali u l-mudelli tar-radjazzjoni tan-nanoantenni.
Fir-ritratt: l-effett tat-tifrix tad-dawl fuq il-partiċelli tas-silikon
It-tagħmir kollu jinsab fuq mejda b'sistema waħda ta' trażżin tal-vibrazzjoni. Ir-radjazzjoni ta 'kwalunkwe lejżer tista' tintbagħat lil kwalunkwe mis-sistemi ottiċi u mikroskopji bl-użu ta 'ftit mirja biss u r-riċerka tista' titkompla.
Lejżer tal-gass b'mewġ kontinwu bi spettru dejjaq ħafna jagħmilha possibbli li jsiru esperimenti fuqhom . Ir-raġġ tal-lejżer huwa ffokat fuq il-wiċċ tal-kampjun, u l-ispettru tad-dawl imxerred huwa rreġistrat minn spettrometru.
Linji dojoq li jikkorrispondu għat-tifrix tad-dawl inelastiku (b'bidla fil-wavelength) huma osservati fl-ispettri. Dawn il-qċaċet jipprovdu informazzjoni dwar l-istruttura tal-kristall tal-kampjun, u xi kultant anke dwar il-konfigurazzjoni ta 'molekuli individwali.
Hemm ukoll laser femtosecond installat fil-kamra. Huwa kapaċi jiġġenera impulsi qosra ħafna (100 femtoseconds - wieħed għaxar triljuni ta 'sekonda) ta' radjazzjoni tal-lejżer b'qawwa enormi. Bħala riżultat, ikollna l-opportunità li nistudjaw effetti ottiċi mhux lineari: ġenerazzjoni ta 'frekwenzi rduppjati u fenomeni fundamentali oħra li ma jistgħux jintlaħqu taħt kundizzjonijiet naturali.
Il-kriostat tagħna jinsab ukoll fil-laboratorju. Jippermetti kejl ottiku bl-istess sett ta 'sorsi, iżda f'temperaturi baxxi - sa seba' Kelvin, li huwa bejn wieħed u ieħor ugwali għal -266 ° C.
Taħt kundizzjonijiet bħal dawn, għadd ta 'fenomeni uniċi jistgħu jiġu osservati, b'mod partikolari, ir-reġim ta' akkoppjar qawwi bejn id-dawl u l-materja, meta foton u exciton (par elettron-toqba) jiffurmaw partiċella waħda - exciton-polariton. Il-polaritons għandhom wegħda kbira fl-oqsma tal-kompjuters quantum u l-apparati b'effetti mhux lineari qawwija.
Fir-ritratt: mikroskopju tas-sonda INTEGRA
Fl-aħħar kamra tal-laboratorju poġġejna l-istrumenti dijanjostiċi tagħna - и . L-ewwel jippermettilek li tikseb immaġni tal-wiċċ ta 'oġġett b'riżoluzzjoni spazjali għolja u tistudja l-kompożizzjoni, l-istruttura u proprjetajiet oħra tas-saffi tal-wiċċ ta' kull materjal. Biex tagħmel dan, jiskenjahom b'raġġ iffokat ta 'elettroni aċċellerat b'vultaġġ għoli.
Mikroskopju tas-sonda tal-iskannjar jagħmel l-istess ħaġa billi juża sonda li tiskennja l-wiċċ tal-kampjun. F'dan il-każ, huwa possibbli li tinkiseb simultanjament informazzjoni dwar il-"pajsaġġ" tal-wiċċ tal-kampjun u dwar il-proprjetajiet lokali tiegħu, pereżempju, il-potenzjal elettriku u l-manjetizzazzjoni.
Fir-ritratt: mikroskopju elettroniku tal-iskannjar S50 EDAX
Dawn l-istrumenti jgħinuna nikkaratterizzaw kampjuni għal aktar studji ottiċi.
Proġetti u pjanijiet
Wieħed mill-proġetti ewlenin tal-laboratorju huwa relatat stati ibridi ta 'dawl u materja fil-materjali kwantitiċi-exciton-polaritons diġà msemmija hawn fuq. Mega-għotja mill-Ministeru tal-Edukazzjoni u x-Xjenza tal-Federazzjoni Russa hija ddedikata għal dan is-suġġett. Il-proġett huwa mmexxi minn xjenzat ewlieni mill-Università ta 'Sheffield, Maurice Shkolnik. Ix-xogħol sperimentali fuq il-proġett jitwettaq minn Anton Samusev, u l-parti teoretika hija mmexxija mill-professur tal-Fakultà tal-Fiżika u t-Teknoloġija Ivan Shelykh.
Il-persunal tal-laboratorju qed jistudja wkoll modi kif jittrasmettu l-informazzjoni bl-użu tas-soloni. Solitons huma mewġ li mhumiex affettwati mit-tixrid. Bis-saħħa ta 'dan, is-sinjali trażmessi bl-użu ta' solitons ma "jinfirxux" hekk kif jinfirxu, li jagħmilha possibbli li tiżdied kemm il-veloċità kif ukoll il-firxa tat-trażmissjoni.
Fil-bidu tal-2018, xjenzati mill-Università tagħna u kollegi mill-università f'Vladimir mudell ta' laser terahertz fi stat solidu. Il-partikolarità tal-iżvilupp hija li r-radjazzjoni terahertz mhix "ittardjata" minn oġġetti magħmula mill-injam, plastik u ċeramika. Grazzi għal din il-proprjetà, il-laser se jintuża f'żoni ta 'spezzjoni tal-passiġġieri u tal-bagalji għal tiftix malajr għal oġġetti tal-metall. Qasam ieħor ta 'applikabbiltà huwa r-restawr ta' oġġetti tal-arti antiki. Is-sistema ottika tgħin biex tikseb immaġini moħbija taħt saffi ta 'żebgħa jew ċeramika.
Il-pjanijiet tagħna huma li ngħammar il-laboratorju b'tagħmir ġdid biex twettaq riċerka saħansitra aktar kumplessa. Pereżempju, tixtri laser femtosecond tunable, li se jespandi b'mod sinifikanti l-firxa ta 'materjali li qed jiġu studjati. Dan se jgħin fil-kompiti relatati ma ' ċipep quantum għal sistemi tal-kompjuter tal-ġenerazzjoni li jmiss.
Kif taħdem u tgħix l-Università ITMO:
Sors: www.habr.com
