پہلے ہم نے اپنا دکھایا и . آج آپ ITMO یونیورسٹی کی فیکلٹی آف فزکس اینڈ ٹیکنالوجی کی آپٹیکل لیبارٹری کو دیکھ سکتے ہیں۔
تصویر: XNUMXD نانو لیتھوگراف
کم جہتی کوانٹم میٹریلز کی لیبارٹری کا تعلق ریسرچ سینٹر فار نینو فوٹوونکس اور میٹا میٹریل سے ہے () بنیاد پر .
اس کے ملازمین مصروف ہیں۔ خصوصیات : پلازمون، ایکزٹون اور پولرائٹنز۔ ان مطالعات سے مکمل آپٹیکل اور کوانٹم کمپیوٹر بنانا ممکن ہو جائے گا۔ لیبارٹری کو کئی کام کے علاقوں میں تقسیم کیا گیا ہے جس میں کم جہتی کوانٹم مواد کے ساتھ کام کے تمام مراحل کا احاطہ کیا گیا ہے: نمونے کی تیاری، ان کی تشکیل، خصوصیات اور نظری مطالعہ۔
پہلا زون نمونے کی تیاری کے لیے ضروری ہر چیز سے لیس ہے۔ .
انہیں صاف کرنے کے لیے الٹراسونک کلینر نصب کیا گیا ہے، اور الکوحل کے ساتھ محفوظ کام کو یقینی بنانے کے لیے، یہاں ایک طاقتور ایگزاسٹ ہڈ لگایا گیا ہے۔ کچھ تحقیقی مواد ہمیں فن لینڈ، سنگاپور اور ڈنمارک کی پارٹنر لیبارٹریوں کے ذریعے فراہم کیا جاتا ہے۔
نمونوں کو جراثیم سے پاک کرنے کے لیے، کمرے میں ایک BINDER FD Classic.Line ڈرائینگ کیبنٹ نصب ہے۔ اس کے اندر حرارتی عناصر درجہ حرارت کو 10 سے 300 ° C تک برقرار رکھتے ہیں۔ تجربے کے دوران مسلسل درجہ حرارت کی نگرانی کے لیے اس میں USB انٹرفیس ہے۔
لیبارٹری کا عملہ بھی اس چیمبر کو تناؤ کے ٹیسٹ اور نمونوں پر عمر رسیدہ ٹیسٹ کروانے کے لیے استعمال کرتا ہے۔ اس طرح کے تجربات یہ سمجھنے کے لیے ضروری ہیں کہ مواد اور آلات کچھ شرائط کے تحت کیسے برتاؤ کرتے ہیں: معیاری اور انتہائی۔
اگلے کمرے میں تین جہتی نینو لیتھوگراف نصب ہے۔ یہ تین جہتی ڈھانچے کو کئی سو نینو میٹر سائز میں بنانے کی اجازت دیتا ہے۔
اس کے آپریشن کا اصول دو فوٹون پولیمرائزیشن کے رجحان پر مبنی ہے۔ بنیادی طور پر، یہ ایک 3D پرنٹر ہے جو مائع پولیمر سے کسی چیز کو شکل دینے کے لیے لیزر کا استعمال کرتا ہے۔ پولیمر صرف اس مقام پر سخت ہوتا ہے جہاں لیزر بیم مرکوز ہوتی ہے۔
تصویر: XNUMXD نانو لیتھوگراف
معیاری لیتھوگرافی تکنیک کے برعکس، جو پروسیسر بنانے اور مواد کی پتلی تہوں کے ساتھ کام کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں، دو فوٹون پولیمرائزیشن پیچیدہ سہ جہتی ڈھانچے کی تخلیق کی اجازت دیتی ہے۔ مثال کے طور پر، اس طرح:
لیبارٹری کا اگلا کمرہ نظری تجربات کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
تقریباً دس میٹر لمبا ایک بڑا آپٹیکل ٹیبل ہے، جو متعدد تنصیبات سے بھرا ہوا ہے۔ ہر تنصیب کے اہم عناصر تابکاری کے ذرائع (لیزر اور لیمپ)، سپیکٹرو میٹر اور خوردبین ہیں۔ خوردبین میں سے ایک میں ایک ساتھ تین آپٹیکل چینلز ہوتے ہیں - اوپری، طرف اور نیچے۔
اسے نہ صرف ٹرانسمیشن اور ریفلیکشن سپیکٹرا بلکہ بکھرنے کی پیمائش کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مؤخر الذکر nanoobjects کے بارے میں بہت زیادہ معلومات فراہم کرتا ہے، مثال کے طور پر، نانوانٹیناس کی شعاعی خصوصیات اور تابکاری کے نمونے۔
تصویر میں: سلیکون کے ذرات پر روشنی کے بکھرنے کا اثر
تمام سامان ایک میز پر ایک ہی کمپن دبانے کے نظام کے ساتھ واقع ہے۔ کسی بھی لیزر کی تابکاری کو صرف چند شیشوں کا استعمال کرتے ہوئے کسی بھی نظری نظام اور خوردبین میں بھیجا جا سکتا ہے اور تحقیق جاری رکھی جا سکتی ہے۔
ایک بہت ہی تنگ سپیکٹرم کے ساتھ مسلسل لہروں والا گیس لیزر اس پر تجربات کرنا ممکن بناتا ہے۔ . لیزر بیم نمونے کی سطح پر مرکوز ہے، اور بکھری ہوئی روشنی کا سپیکٹرم سپیکٹرومیٹر کے ذریعے ریکارڈ کیا جاتا ہے۔
اسپیکٹرا میں غیر لچکدار روشنی کے بکھرنے (طول موج میں تبدیلی کے ساتھ) کے مطابق تنگ لکیریں دیکھی جاتی ہیں۔ یہ چوٹیاں نمونے کے کرسٹل ڈھانچے کے بارے میں معلومات فراہم کرتی ہیں، اور بعض اوقات انفرادی مالیکیولز کی ترتیب کے بارے میں بھی۔
کمرے میں ایک فیمٹوسیکنڈ لیزر بھی نصب ہے۔ یہ بہت ہی مختصر (100 فیمٹو سیکنڈز - ایک سیکنڈ کا دس ٹریلینواں حصہ) لیزر تابکاری کی بہت زیادہ طاقت کے ساتھ دال پیدا کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، ہمیں نان لائنر آپٹیکل اثرات کا مطالعہ کرنے کا موقع ملتا ہے: دوگنا تعدد کی نسل اور قدرتی حالات میں ناقابل حصول دیگر بنیادی مظاہر۔
ہمارا cryostat بھی لیبارٹری میں واقع ہے۔ یہ ذرائع کے ایک ہی سیٹ کے ساتھ نظری پیمائش کی اجازت دیتا ہے، لیکن کم درجہ حرارت پر - سات کیلون تک، جو تقریباً -266°C کے برابر ہے۔
اس طرح کے حالات میں، بہت سے منفرد مظاہر دیکھے جا سکتے ہیں، خاص طور پر، روشنی اور مادے کے درمیان مضبوط جوڑے کا نظام، جب ایک فوٹوون اور ایک ایکسائٹن (الیکٹران ہول جوڑا) ایک ہی ذرہ یعنی ایکزائٹن پولرائٹن تشکیل دیتے ہیں۔ کوانٹم کمپیوٹنگ اور مضبوط نان لکیری اثرات کے ساتھ آلات کے شعبوں میں پولرائٹنز بہت بڑا وعدہ رکھتے ہیں۔
تصویر میں: انٹیگرا پروب مائکروسکوپ
لیبارٹری کے آخری کمرے میں ہم نے اپنے تشخیصی آلات رکھے۔ и . پہلا آپ کو اعلی مقامی ریزولوشن کے ساتھ کسی چیز کی سطح کی تصویر حاصل کرنے اور ہر مواد کی سطح کی تہوں کی ساخت، ساخت اور دیگر خصوصیات کا مطالعہ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ایسا کرنے کے لیے، وہ ان کو ہائی وولٹیج سے تیز الیکٹرانوں کی ایک مرکوز بیم سے اسکین کرتا ہے۔
ایک سکیننگ پروب خوردبین ایک تحقیقات کا استعمال کرکے وہی کام کرتی ہے جو نمونے کی سطح کو اسکین کرتی ہے۔ اس صورت میں، نمونے کی سطح کے "زمین کی تزئین" کے بارے میں اور اس کی مقامی خصوصیات، مثال کے طور پر، برقی صلاحیت اور مقناطیسیت کے بارے میں بیک وقت معلومات حاصل کرنا ممکن ہے۔
تصویر: سکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ S50 EDAX
یہ آلات ہمیں مزید نظری مطالعات کے لیے نمونوں کی خصوصیات بنانے میں مدد کرتے ہیں۔
منصوبے اور منصوبے
لیبارٹری کے اہم منصوبوں میں سے ایک سے متعلق ہے۔ کوانٹم مواد میں روشنی اور مادّے کی ہائبرڈ حالتیں — ایکزائٹن پولرائٹنز پہلے ہی اوپر ذکر ہو چکے ہیں۔ روسی فیڈریشن کی وزارت تعلیم اور سائنس کی طرف سے ایک میگا گرانٹ اس موضوع کے لیے وقف ہے۔ اس منصوبے کی قیادت یونیورسٹی آف شیفیلڈ کے معروف سائنسدان موریس شکولنک کر رہے ہیں۔ اس منصوبے پر تجرباتی کام انتون ساموسف نے کیا ہے، اور نظریاتی حصے کی قیادت فیکلٹی آف فزکس اینڈ ٹکنالوجی کے پروفیسر ایوان شیلیخ کر رہے ہیں۔
لیبارٹری کا عملہ سولٹن کا استعمال کرتے ہوئے معلومات کی ترسیل کے طریقوں کا بھی مطالعہ کر رہا ہے۔ سولیٹن لہریں ہیں جو بازی سے متاثر نہیں ہوتی ہیں۔ اس کی بدولت، سولٹنز کے ذریعے منتقل ہونے والے سگنلز پھیلتے ہی "پھیلتے" نہیں ہیں، جس سے ٹرانسمیشن کی رفتار اور حد دونوں میں اضافہ ممکن ہوتا ہے۔
2018 کے آغاز میں، ہماری یونیورسٹی کے سائنسدانوں اور ولادیمیر میں یونیورسٹی کے ساتھیوں نے ٹھوس ریاست ٹیرا ہرٹز لیزر کا ماڈل۔ ترقی کی خاصیت یہ ہے کہ لکڑی، پلاسٹک اور سیرامکس سے بنی اشیاء سے ٹیرا ہرٹز تابکاری میں "تاخیر" نہیں ہوتی ہے۔ اس خاصیت کی بدولت، لیزر کا استعمال مسافروں اور سامان کی جانچ پڑتال کے علاقوں میں دھاتی اشیاء کی فوری تلاش کے لیے کیا جائے گا۔ قابل اطلاق کا ایک اور شعبہ قدیم آرٹ اشیاء کی بحالی ہے۔ آپٹیکل سسٹم پینٹ یا سیرامکس کی تہوں کے نیچے چھپی ہوئی تصاویر کو حاصل کرنے میں مدد کرے گا۔
ہمارے منصوبے مزید پیچیدہ تحقیق کرنے کے لیے لیبارٹری کو نئے آلات سے آراستہ کرنے کے ہیں۔ مثال کے طور پر، ٹیون ایبل فیمٹوسیکنڈ لیزر خریدیں، جو زیر مطالعہ مواد کی حد کو نمایاں طور پر بڑھا دے گا۔ اس سے متعلقہ کاموں میں مدد ملے گی۔ اگلی نسل کے کمپیوٹنگ سسٹمز کے لیے کوانٹم چپس۔
ITMO یونیورسٹی کیسے کام کرتی ہے اور زندگی گزارتی ہے:
ماخذ: www.habr.com