ఇంతకుముందు మేము మా చూపించాము и . ఈ రోజు మీరు ITMO విశ్వవిద్యాలయం యొక్క ఫిజిక్స్ అండ్ టెక్నాలజీ ఫ్యాకల్టీ యొక్క ఆప్టికల్ లాబొరేటరీని చూడవచ్చు.
చిత్రం: 3D నానోలిథోగ్రాఫ్
తక్కువ డైమెన్షనల్ క్వాంటం మెటీరియల్స్ యొక్క ప్రయోగశాల నానోఫోటోనిక్స్ మరియు మెటామెటీరియల్స్ పరిశోధనా కేంద్రానికి చెందినది () బేస్ మీద .
దాని ఉద్యోగులు నిమగ్నమై ఉన్నారు లక్షణాలు : ప్లాస్మోన్లు, ఎక్సిటాన్లు మరియు పోలారిటన్లు. ఈ అధ్యయనాలు పూర్తి స్థాయి ఆప్టికల్ మరియు క్వాంటం కంప్యూటర్లను రూపొందించడం సాధ్యం చేస్తుంది. ప్రయోగశాల తక్కువ డైమెన్షనల్ క్వాంటం పదార్థాలతో పని యొక్క అన్ని దశలను కవర్ చేసే అనేక పని ప్రాంతాలుగా విభజించబడింది: నమూనా తయారీ, వాటి తయారీ, క్యారెక్టరైజేషన్ మరియు ఆప్టికల్ అధ్యయనాలు.
మొదటి జోన్ నమూనా తయారీకి అవసరమైన ప్రతిదానితో అమర్చబడి ఉంటుంది .
వాటిని శుభ్రం చేయడానికి, అల్ట్రాసోనిక్ క్లీనర్ వ్యవస్థాపించబడింది మరియు ఆల్కహాల్లతో సురక్షితమైన పనిని నిర్ధారించడానికి, శక్తివంతమైన ఎగ్సాస్ట్ హుడ్ ఇక్కడ అమర్చబడి ఉంటుంది. ఫిన్లాండ్, సింగపూర్ మరియు డెన్మార్క్లోని భాగస్వామి ప్రయోగశాలల ద్వారా కొన్ని పరిశోధన సామగ్రి మాకు సరఫరా చేయబడుతుంది.
నమూనాలను క్రిమిరహితం చేయడానికి, BINDER FD Classic.Line డ్రైయింగ్ క్యాబినెట్ గదిలో ఇన్స్టాల్ చేయబడింది. దానిలోని హీటింగ్ ఎలిమెంట్స్ 10 నుండి 300 ° C వరకు ఉష్ణోగ్రతను నిర్వహిస్తాయి. ఇది ప్రయోగం సమయంలో నిరంతర ఉష్ణోగ్రత పర్యవేక్షణ కోసం USB ఇంటర్ఫేస్ను కలిగి ఉంది.
నమూనాలపై ఒత్తిడి పరీక్షలు మరియు వృద్ధాప్య పరీక్షలను నిర్వహించడానికి ప్రయోగశాల సిబ్బంది కూడా ఈ గదిని ఉపయోగిస్తారు. నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో పదార్థాలు మరియు పరికరాలు ఎలా ప్రవర్తిస్తాయో అర్థం చేసుకోవడానికి ఇటువంటి ప్రయోగాలు అవసరం: ప్రామాణిక మరియు తీవ్రమైన.
తదుపరి గదిలో త్రిమితీయ నానోలిథోగ్రాఫ్ వ్యవస్థాపించబడింది. ఇది అనేక వందల నానోమీటర్ల పరిమాణంలో త్రిమితీయ నిర్మాణాలను రూపొందించడానికి అనుమతిస్తుంది.
దాని ఆపరేషన్ సూత్రం రెండు-ఫోటాన్ పాలిమరైజేషన్ యొక్క దృగ్విషయం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. ముఖ్యంగా, ఇది లిక్విడ్ పాలిమర్ నుండి వస్తువును ఆకృతి చేయడానికి లేజర్లను ఉపయోగించే 3D ప్రింటర్. లేజర్ పుంజం కేంద్రీకృతమై ఉన్న చోట మాత్రమే పాలిమర్ గట్టిపడుతుంది.
చిత్రం: 3D నానోలిథోగ్రాఫ్
ప్రాసెసర్లను రూపొందించడానికి మరియు పదార్థాల యొక్క పలుచని పొరలతో పని చేయడానికి ఉపయోగించే ప్రామాణిక లితోగ్రఫీ పద్ధతుల వలె కాకుండా, రెండు-ఫోటాన్ పాలిమరైజేషన్ సంక్లిష్ట త్రిమితీయ నిర్మాణాలను రూపొందించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఇలా:
ప్రయోగశాల యొక్క తదుపరి గది ఆప్టికల్ ప్రయోగాలకు ఉపయోగించబడుతుంది.
దాదాపు పది మీటర్ల పొడవున్న పెద్ద ఆప్టికల్ టేబుల్ ఉంది, అనేక సంస్థాపనలతో నిండి ఉంది. ప్రతి సంస్థాపన యొక్క ప్రధాన అంశాలు రేడియేషన్ మూలాలు (లేజర్లు మరియు దీపములు), స్పెక్ట్రోమీటర్లు మరియు మైక్రోస్కోప్లు. మైక్రోస్కోప్లలో ఒకటి ఒకేసారి మూడు ఆప్టికల్ ఛానెల్లను కలిగి ఉంటుంది - ఎగువ, వైపు మరియు దిగువ.
ఇది ట్రాన్స్మిషన్ మరియు రిఫ్లెక్షన్ స్పెక్ట్రాను మాత్రమే కాకుండా, చెదరగొట్టడాన్ని కూడా కొలవడానికి ఉపయోగించవచ్చు. రెండోది నానోబ్జెక్ట్ల గురించి చాలా గొప్ప సమాచారాన్ని అందిస్తుంది, ఉదాహరణకు, నానోఅంటెన్నాల స్పెక్ట్రల్ లక్షణాలు మరియు రేడియేషన్ నమూనాలు.
ఫోటోలో: సిలికాన్ కణాలపై కాంతి వికీర్ణం ప్రభావం
అన్ని పరికరాలు ఒకే వైబ్రేషన్ సప్రెషన్ సిస్టమ్తో టేబుల్పై ఉన్నాయి. ఏదైనా లేజర్ యొక్క రేడియేషన్ కొన్ని అద్దాలను ఉపయోగించి ఆప్టికల్ సిస్టమ్స్ మరియు మైక్రోస్కోప్లలో దేనికైనా పంపబడుతుంది మరియు పరిశోధనను కొనసాగించవచ్చు.
చాలా ఇరుకైన స్పెక్ట్రంతో నిరంతర-వేవ్ గ్యాస్ లేజర్ ప్రయోగాలను నిర్వహించడం సాధ్యం చేస్తుంది . లేజర్ పుంజం నమూనా యొక్క ఉపరితలంపై కేంద్రీకరించబడింది మరియు చెల్లాచెదురుగా ఉన్న కాంతి యొక్క స్పెక్ట్రం స్పెక్ట్రోమీటర్ ద్వారా నమోదు చేయబడుతుంది.
అస్థిర కాంతి వికీర్ణానికి (తరంగదైర్ఘ్యంలో మార్పుతో) సంబంధించిన ఇరుకైన పంక్తులు స్పెక్ట్రాలో గమనించబడతాయి. ఈ శిఖరాలు నమూనా యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణం గురించి మరియు కొన్నిసార్లు వ్యక్తిగత అణువుల ఆకృతీకరణ గురించి కూడా సమాచారాన్ని అందిస్తాయి.
గదిలో ఫెమ్టోసెకండ్ లేజర్ కూడా అమర్చబడింది. ఇది అపారమైన శక్తితో చాలా తక్కువ (100 ఫెమ్టోసెకన్లు - సెకనులో పది-ట్రిలియన్ల వంతు) లేజర్ రేడియేషన్ యొక్క పల్స్లను ఉత్పత్తి చేయగలదు. ఫలితంగా, మేము నాన్ లీనియర్ ఆప్టికల్ ప్రభావాలను అధ్యయనం చేసే అవకాశాన్ని పొందుతాము: రెట్టింపు పౌనఃపున్యాల ఉత్పత్తి మరియు సహజ పరిస్థితులలో సాధించలేని ఇతర ప్రాథమిక దృగ్విషయాలు.
మా క్రియోస్టాట్ కూడా ప్రయోగశాలలో ఉంది. ఇది ఒకే విధమైన మూలాధారాలతో ఆప్టికల్ కొలతలను అనుమతిస్తుంది, కానీ తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద - ఏడు కెల్విన్ వరకు, ఇది సుమారుగా -266 ° Cకి సమానంగా ఉంటుంది.
అటువంటి పరిస్థితులలో, ఒక ఫోటాన్ మరియు ఎక్సిటాన్ (ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జత) ఒకే కణం - ఎక్సిటాన్-పోలారిటన్ను ఏర్పరుచుకున్నప్పుడు, ప్రత్యేకించి, కాంతి మరియు పదార్థం మధ్య బలమైన కలయిక యొక్క అనేక ప్రత్యేక దృగ్విషయాలను గమనించవచ్చు. క్వాంటం కంప్యూటింగ్ మరియు బలమైన నాన్ లీనియర్ ఎఫెక్ట్లతో కూడిన పరికరాల రంగాలలో పోలారిటన్లు గొప్ప వాగ్దానాన్ని కలిగి ఉన్నాయి.
ఫోటోలో: INTEGRA ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్
ప్రయోగశాల చివరి గదిలో మేము మా రోగనిర్ధారణ పరికరాలను ఉంచాము - и . మొదటిది అధిక ప్రాదేశిక రిజల్యూషన్తో ఒక వస్తువు యొక్క ఉపరితలం యొక్క చిత్రాన్ని పొందటానికి మరియు ప్రతి పదార్థం యొక్క ఉపరితల పొరల కూర్పు, నిర్మాణం మరియు ఇతర లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. దీన్ని చేయడానికి, అతను అధిక వోల్టేజ్ ద్వారా వేగవంతం చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క కేంద్రీకృత పుంజంతో వాటిని స్కాన్ చేస్తాడు.
నమూనా యొక్క ఉపరితలాన్ని స్కాన్ చేసే ప్రోబ్ని ఉపయోగించడం ద్వారా స్కానింగ్ ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్ అదే పనిని చేస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, నమూనా ఉపరితలం యొక్క "ల్యాండ్స్కేప్" గురించి మరియు దాని స్థానిక లక్షణాల గురించి, ఉదాహరణకు, విద్యుత్ సంభావ్యత మరియు అయస్కాంతీకరణ గురించి సమాచారాన్ని ఏకకాలంలో పొందడం సాధ్యమవుతుంది.
చిత్రం: స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ S50 EDAX
తదుపరి ఆప్టికల్ అధ్యయనాల కోసం నమూనాలను వర్గీకరించడంలో ఈ సాధనాలు మాకు సహాయపడతాయి.
ప్రాజెక్ట్లు మరియు ప్రణాళికలు
ప్రయోగశాల యొక్క ప్రధాన ప్రాజెక్టులలో ఒకటి సంబంధించినది క్వాంటం పదార్థాలలో కాంతి మరియు పదార్థం యొక్క హైబ్రిడ్ స్థితులు-ఎక్సిటాన్-పోలారిటన్లు ఇప్పటికే పైన పేర్కొన్నవి. రష్యన్ ఫెడరేషన్ యొక్క విద్య మరియు విజ్ఞాన మంత్రిత్వ శాఖ నుండి మెగా గ్రాంట్ ఈ అంశానికి అంకితం చేయబడింది. ఈ ప్రాజెక్ట్కు షెఫీల్డ్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ప్రముఖ శాస్త్రవేత్త మారిస్ ష్కోల్నిక్ నాయకత్వం వహిస్తున్నారు. ప్రాజెక్ట్పై ప్రయోగాత్మక పనిని అంటోన్ సముసేవ్ నిర్వహిస్తారు మరియు సైద్ధాంతిక భాగాన్ని ఫిజిక్స్ అండ్ టెక్నాలజీ ఫ్యాకల్టీ ప్రొఫెసర్ ఇవాన్ షెలిఖ్ నడిపించారు.
ప్రయోగశాల సిబ్బంది సోలిటన్లను ఉపయోగించి సమాచారాన్ని ప్రసారం చేసే మార్గాలను కూడా అధ్యయనం చేస్తున్నారు. సోలిటాన్లు చెదరగొట్టడం ద్వారా ప్రభావితం కాని తరంగాలు. దీనికి ధన్యవాదాలు, సోలిటాన్లను ఉపయోగించి ప్రసారం చేయబడిన సిగ్నల్లు ప్రచారం చేస్తున్నప్పుడు "వ్యాప్తి చెందవు", ఇది ప్రసార వేగం మరియు పరిధి రెండింటినీ పెంచడం సాధ్యం చేస్తుంది.
2018 ప్రారంభంలో, మా విశ్వవిద్యాలయం నుండి శాస్త్రవేత్తలు మరియు వ్లాదిమిర్లోని విశ్వవిద్యాలయం నుండి సహచరులు ఘన-స్థితి టెరాహెర్ట్జ్ లేజర్ యొక్క నమూనా. అభివృద్ధి యొక్క అసమాన్యత ఏమిటంటే టెరాహెర్ట్జ్ రేడియేషన్ చెక్క, ప్లాస్టిక్ మరియు సిరామిక్స్తో తయారు చేయబడిన వస్తువుల ద్వారా "ఆలస్యం" కాదు. ఈ ఆస్తికి ధన్యవాదాలు, లోహ వస్తువులను త్వరగా శోధించడానికి ప్రయాణీకుల మరియు సామాను తనిఖీ చేసే ప్రదేశాలలో లేజర్ ఉపయోగించబడుతుంది. వర్తించే మరొక ప్రాంతం పురాతన కళ వస్తువుల పునరుద్ధరణ. ఆప్టికల్ సిస్టమ్ పెయింట్ లేదా సిరామిక్స్ పొరల క్రింద దాచిన చిత్రాలను పొందడంలో సహాయపడుతుంది.
మరింత సంక్లిష్టమైన పరిశోధనను నిర్వహించడానికి కొత్త పరికరాలతో ప్రయోగశాలను సన్నద్ధం చేయడం మా ప్రణాళికలు. ఉదాహరణకు, ట్యూనబుల్ ఫెమ్టోసెకండ్ లేజర్ను కొనుగోలు చేయండి, ఇది అధ్యయనం చేయబడిన పదార్థాల పరిధిని గణనీయంగా విస్తరిస్తుంది. ఇది సంబంధిత పనులకు సహాయం చేస్తుంది తదుపరి తరం కంప్యూటింగ్ సిస్టమ్ల కోసం క్వాంటం చిప్స్.
ITMO విశ్వవిద్యాలయం ఎలా పనిచేస్తుంది మరియు జీవిస్తుంది:
మూలం: www.habr.com
