Hapo awali tulionyesha yetu ΠΈ . Leo unaweza kuangalia maabara ya macho ya Kitivo cha Fizikia na Teknolojia cha Chuo Kikuu cha ITMO.
Picha: Nanolithograph ya XNUMXD
Maabara ya Nyenzo za Kiasi cha Chini ni ya Kituo cha Utafiti cha Nanophotonics na Metamaterials () kwenye msingi .
Wafanyakazi wake wanahusika mali : plasmoni, excitons na polaritons. Masomo haya yatawezesha kuunda kompyuta kamili ya macho na quantum. Maabara imegawanywa katika maeneo kadhaa ya kazi yanayofunika hatua zote za kazi na vifaa vya chini-dimensional quantum: maandalizi ya sampuli, utengenezaji wao, sifa na masomo ya macho.
Eneo la kwanza lina vifaa vyote muhimu kwa ajili ya maandalizi ya sampuli .
Ili kuwasafisha, safi ya ultrasonic imewekwa, na ili kuhakikisha kazi salama na pombe, kofia yenye nguvu ya kutolea nje imewekwa hapa. Baadhi ya nyenzo za utafiti hutolewa kwetu na maabara washirika nchini Ufini, Singapore na Denmark.
Ili kusawazisha sampuli, kabati ya kukausha ya BINDER FD Classic.Line imewekwa kwenye chumba. Vipengele vya kupokanzwa ndani yake huhifadhi joto kutoka 10 hadi 300 Β° C. Ina kiolesura cha USB cha ufuatiliaji wa halijoto kila wakati wakati wa jaribio.
Wafanyikazi wa maabara pia hutumia chumba hiki kufanya vipimo vya mafadhaiko na vipimo vya kuzeeka kwenye sampuli. Majaribio kama haya ni muhimu kuelewa jinsi nyenzo na vifaa hufanya chini ya hali fulani: kawaida na kali.
Nanolithograph ya tatu-dimensional imewekwa kwenye chumba kinachofuata. Inaruhusu utengenezaji wa miundo ya tatu-dimensional nanometers mia kadhaa kwa ukubwa.
Kanuni ya uendeshaji wake inategemea uzushi wa upolimishaji wa picha mbili. Kimsingi, ni printa ya 3D inayotumia leza kuunda kitu kutoka kwa polima kioevu. Polima huimarisha tu mahali ambapo boriti ya laser inalenga.
Picha: Nanolithograph ya XNUMXD
Tofauti na mbinu za kawaida za lithography, ambazo hutumiwa kuunda wasindikaji na kufanya kazi na tabaka nyembamba za vifaa, upolimishaji wa picha mbili inaruhusu kuundwa kwa miundo tata ya tatu-dimensional. Kwa mfano, kama hii:
Chumba kinachofuata cha maabara hutumiwa kwa majaribio ya macho.
Kuna meza kubwa ya macho yenye urefu wa karibu mita kumi, iliyojaa mitambo mingi. Mambo kuu ya kila ufungaji ni vyanzo vya mionzi (laser na taa), spectrometers na microscopes. Moja ya darubini ina njia tatu za macho mara moja - juu, upande na chini.
Inaweza kutumika kupima sio tu maambukizi na spectra ya kutafakari, lakini pia kueneza. Mwisho hutoa habari tajiri sana kuhusu nanoobjects, kwa mfano, sifa za spectral na mifumo ya mionzi ya nanoantennas.
Katika picha: athari ya kueneza kwa mwanga kwenye chembe za silicon
Vifaa vyote viko kwenye meza na mfumo mmoja wa kukandamiza vibration. Mionzi ya leza yoyote inaweza kutumwa kwa mifumo yoyote ya macho na darubini kwa kutumia vioo vichache tu na utafiti unaweza kuendelea.
Laser ya gesi ya mawimbi inayoendelea yenye wigo mwembamba sana hufanya iwezekane kufanya majaribio . Boriti ya laser inalenga juu ya uso wa sampuli, na wigo wa mwanga uliotawanyika umeandikwa na spectrometer.
Mstari mwembamba unaofanana na kueneza mwanga wa inelastic (pamoja na mabadiliko ya urefu wa wimbi) huzingatiwa kwenye spectra. Vilele hivi hutoa taarifa kuhusu muundo wa kioo wa sampuli, na wakati mwingine hata kuhusu usanidi wa molekuli binafsi.
Pia kuna laser ya femtosecond iliyowekwa kwenye chumba. Ina uwezo wa kutoa mipigo fupi sana (femtoseconds 100 - trilioni kumi ya sekunde) ya mionzi ya laser yenye nguvu kubwa. Kama matokeo, tunapata fursa ya kusoma athari za macho zisizo za mstari: kizazi cha masafa mara mbili na matukio mengine ya kimsingi ambayo hayawezi kufikiwa chini ya hali ya asili.
Cryostat yetu pia iko kwenye maabara. Inaruhusu vipimo vya macho na seti sawa ya vyanzo, lakini kwa joto la chini - hadi Kelvin saba, ambayo ni takriban sawa na -266 Β° C.
Chini ya hali hiyo, idadi ya matukio ya kipekee yanaweza kuzingatiwa, hasa, utawala wa kuunganisha nguvu kati ya mwanga na suala, wakati photon na exciton (jozi ya elektroni-shimo) huunda chembe moja - exciton-polariton. Polaritoni hushikilia ahadi kubwa katika nyanja za kompyuta ya quantum na vifaa vilivyo na athari kali zisizo za mstari.
Katika picha: hadubini ya INTEGRA
Katika chumba cha mwisho cha maabara tuliweka vyombo vyetu vya uchunguzi - ΠΈ . Ya kwanza hukuruhusu kupata picha ya uso wa kitu na azimio la juu la anga na kusoma muundo, muundo na mali zingine za tabaka za uso wa kila nyenzo. Ili kufanya hivyo, anawachunguza kwa boriti iliyozingatia ya elektroni iliyoharakishwa na voltage ya juu.
Hadubini ya uchunguzi wa uchunguzi hufanya vivyo hivyo kwa kutumia uchunguzi unaochanganua uso wa sampuli. Katika kesi hii, inawezekana kupata wakati huo huo habari kuhusu "mazingira" ya uso wa sampuli na kuhusu mali zake za ndani, kwa mfano, uwezo wa umeme na magnetization.
Pichani: inachanganua hadubini ya elektroni S50 EDAX
Vyombo hivi hutusaidia kuainisha sampuli kwa masomo zaidi ya macho.
Miradi na mipango
Moja ya miradi kuu ya maabara inahusiana na hali ya mseto ya mwanga na jambo katika nyenzo za quantum-exciton-polaritons tayari zilizotajwa hapo juu. Ruzuku kubwa kutoka kwa Wizara ya Elimu na Sayansi ya Shirikisho la Urusi imejitolea kwa mada hii. Mradi huo unaongozwa na mwanasayansi mkuu kutoka Chuo Kikuu cha Sheffield, Maurice Shkolnik. Kazi ya majaribio kwenye mradi huo inafanywa na Anton Samusev, na sehemu ya kinadharia inaongozwa na Profesa wa Kitivo cha Fizikia na Teknolojia Ivan Shelykh.
Wafanyikazi wa maabara pia wanasoma njia za kusambaza habari kwa kutumia solitons. Solitons ni mawimbi ambayo hayaathiriwi na mtawanyiko. Shukrani kwa hili, ishara zinazopitishwa kwa kutumia solitons "hazienezi" wakati zinaenea, ambayo inafanya uwezekano wa kuongeza kasi na aina mbalimbali za maambukizi.
Mwanzoni mwa 2018, wanasayansi kutoka Chuo Kikuu chetu na wenzake kutoka chuo kikuu cha Vladimir mfano wa laser imara-state terahertz. Upekee wa maendeleo ni kwamba mionzi ya terahertz "haijachelewa" na vitu vilivyotengenezwa kwa mbao, plastiki na keramik. Shukrani kwa mali hii, laser itatumika katika maeneo ya ukaguzi wa abiria na mizigo kwa kutafuta haraka vitu vya chuma. Sehemu nyingine ya utumiaji ni urejesho wa vitu vya sanaa vya zamani. Mfumo wa macho utasaidia kupata picha zilizofichwa chini ya tabaka za rangi au keramik.
Mipango yetu ni kuandaa maabara na vifaa vipya vya kufanya utafiti ngumu zaidi. Kwa mfano, nunua laser ya femtosecond inayoweza kusongeshwa, ambayo itapanua kwa kiasi kikubwa anuwai ya nyenzo zinazosomwa. Hii itasaidia na kazi zinazohusiana na chips za quantum kwa mifumo ya kompyuta ya kizazi kijacho.
Jinsi Chuo Kikuu cha ITMO kinavyofanya kazi na kuishi:
Chanzo: mapenzi.com