Ilgari biz o'zimizni ko'rsatdik и . Bugun siz ITMO universitetining fizika-texnika fakultetining optik laboratoriyasini ko'rishingiz mumkin.
Suratda: XNUMXD nanolitograf
Past o'lchamli kvant materiallar laboratoriyasi Nanofotonika va metamateriallar tadqiqot markaziga tegishli () asosda .
Uning xodimlari jalb qilingan xususiyatlari : plazmonlar, eksitonlar va polaritonlar. Ushbu tadqiqotlar to'liq huquqli optik va kvant kompyuterlarini yaratishga imkon beradi. Laboratoriya kichik o'lchamli kvant materiallari bilan ishlashning barcha bosqichlarini o'z ichiga olgan bir nechta ish joylariga bo'lingan: namunalarni tayyorlash, ularni ishlab chiqarish, tavsiflash va optik tadqiqotlar.
Birinchi zona namunani tayyorlash uchun zarur bo'lgan barcha narsalar bilan jihozlangan .
Ularni tozalash uchun ultratovushli tozalagich o'rnatilgan va spirtli ichimliklar bilan xavfsiz ishlashni ta'minlash uchun bu erda kuchli egzoz qopqog'i o'rnatilgan. Ayrim tadqiqot materiallari bizga Finlyandiya, Singapur va Daniyadagi hamkor laboratoriyalar tomonidan yetkazib beriladi.
Namunalarni sterilizatsiya qilish uchun xonaga BINDER FD Classic.Line quritish shkafi o'rnatilgan. Uning ichidagi isitish elementlari 10 dan 300 ° S gacha bo'lgan haroratni saqlab turadi. U eksperiment davomida haroratni doimiy nazorat qilish uchun USB interfeysiga ega.
Laboratoriya xodimlari ushbu kameradan stress testlari va namunalarda qarish testlarini o'tkazish uchun ham foydalanadilar. Bunday tajribalar materiallar va qurilmalar muayyan sharoitlarda qanday harakat qilishini tushunish uchun zarur: standart va ekstremal.
Qo‘shni xonada uch o‘lchamli nanolitograf o‘rnatilgan. U bir necha yuz nanometr o'lchamdagi uch o'lchamli tuzilmalarni yaratishga imkon beradi.
Uning ishlash printsipi ikki fotonli polimerizatsiya hodisasiga asoslanadi. Aslini olganda, bu suyuq polimerdan ob'ektni shakllantirish uchun lazerlardan foydalanadigan 3D printer. Polimer faqat lazer nurlari qaratilgan nuqtada qattiqlashadi.
Suratda: XNUMXD nanolitograf
Protsessorlarni yaratish va materiallarning nozik qatlamlari bilan ishlash uchun ishlatiladigan standart litografiya usullaridan farqli o'laroq, ikki fotonli polimerizatsiya murakkab uch o'lchamli tuzilmalarni yaratishga imkon beradi. Masalan, bu kabi:
Laboratoriyaning keyingi xonasi optik tajribalar uchun ishlatiladi.
Ko'p sonli qurilmalar bilan to'ldirilgan deyarli o'n metr uzunlikdagi katta optik stol mavjud. Har bir o'rnatishning asosiy elementlari radiatsiya manbalari (lazerlar va lampalar), spektrometrlar va mikroskoplardir. Mikroskoplardan birida bir vaqtning o'zida uchta optik kanal mavjud - yuqori, yon va pastki.
U nafaqat uzatish va aks ettirish spektrlarini, balki tarqalishini ham o'lchash uchun ishlatilishi mumkin. Ikkinchisi nanoob'ektlar haqida juda boy ma'lumot beradi, masalan, nanoantennalarning spektral xususiyatlari va radiatsiya naqshlari.
Suratda: yorug'lik tarqalishining kremniy zarralariga ta'siri
Barcha jihozlar tebranishlarni bostirishning yagona tizimiga ega stol ustida joylashgan. Har qanday lazerning nurlanishi bir nechta nometall yordamida har qanday optik tizimlar va mikroskoplarga yuborilishi mumkin va tadqiqot davom ettirilishi mumkin.
Juda tor spektrli uzluksiz to'lqinli gaz lazeri tajriba o'tkazish imkonini beradi . Lazer nuri namuna yuzasiga qaratiladi va tarqalgan yorug'lik spektri spektrometr tomonidan qayd etiladi.
Spektrlarda noelastik yorug'lik tarqalishiga (to'lqin uzunligi o'zgarishi bilan) mos keladigan tor chiziqlar kuzatiladi. Bu cho'qqilar namunaning kristall tuzilishi, ba'zan esa alohida molekulalarning konfiguratsiyasi haqida ma'lumot beradi.
Xonada femtosekundli lazer ham o'rnatilgan. U juda qisqa (100 femtosekund - soniyaning o'n trilliondan biri) ulkan quvvatga ega lazer nurlanishining impulslarini yaratishga qodir. Natijada, biz chiziqli bo'lmagan optik effektlarni o'rganish imkoniyatiga ega bo'lamiz: ikki barobar chastotalar hosil bo'lishi va tabiiy sharoitlarda erishib bo'lmaydigan boshqa fundamental hodisalar.
Bizning kriostatimiz ham laboratoriyada joylashgan. U bir xil manbalar to'plami bilan optik o'lchash imkonini beradi, lekin past haroratlarda - etti Kelvingacha, bu taxminan -266 ° S ga teng.
Bunday sharoitda bir qator noyob hodisalarni, xususan, foton va eksiton (elektron-teshik juftligi) bitta zarracha - eksiton-polyaritni hosil qilganda, yorug'lik va materiyaning kuchli bog'lanish rejimini kuzatish mumkin. Polaritonlar kvant hisoblash va kuchli chiziqli bo'lmagan effektlarga ega qurilmalar sohasida katta va'dalarga ega.
Suratda: INTEGRA zond mikroskopi
Laboratoriyaning oxirgi xonasida biz diagnostika asboblarimizni joylashtirdik - и . Birinchisi, yuqori fazoviy ruxsatga ega bo'lgan ob'ekt yuzasining tasvirini olish va har bir materialning sirt qatlamlarining tarkibi, tuzilishi va boshqa xususiyatlarini o'rganish imkonini beradi. Buning uchun u yuqori kuchlanish bilan tezlashtirilgan elektronlarning fokuslangan nurlari bilan ularni skanerdan o'tkazadi.
Skanerli zond mikroskopi xuddi shu ishni namunaning sirtini skanerlaydigan zond yordamida amalga oshiradi. Bunday holda, bir vaqtning o'zida namuna yuzasining "landshafti" va uning mahalliy xususiyatlari, masalan, elektr potentsiali va magnitlanish haqida ma'lumot olish mumkin.
Rasmda: S50 EDAX skanerlash elektron mikroskopi
Ushbu asboblar keyingi optik tadqiqotlar uchun namunalarni tavsiflashga yordam beradi.
Loyihalar va rejalar
Laboratoriyaning asosiy loyihalaridan biri bilan bog'liq kvant materiallaridagi yorug'lik va materiyaning gibrid holatlari - yuqorida aytib o'tilgan eksiton-polaritonlar. Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligining mega-granti ushbu mavzuga bag'ishlangan. Loyihaga Sheffild universitetining yetakchi olimi Moris Shkolnik rahbarlik qiladi. Loyiha bo'yicha eksperimental ishlarni Anton Samusev, nazariy qismni esa fizika-texnika fakulteti professori Ivan Shelyx olib boradi.
Laboratoriya xodimlari solitonlar yordamida axborot uzatish usullarini ham o‘rganmoqda. Solitonlar dispersiyaga ta'sir qilmaydigan to'lqinlardir. Buning yordamida solitonlar yordamida uzatiladigan signallar tarqalayotganda "tarqalmaydi", bu esa uzatish tezligini va diapazonini oshirishga imkon beradi.
2018 yil boshida universitetimiz olimlari va Vladimirdagi universitetdagi hamkasblar qattiq holatdagi teragerts lazerining modeli. Rivojlanishning o'ziga xosligi shundaki, terahertz nurlanishi yog'och, plastmassa va keramika buyumlari tomonidan "kechiktirilmaydi". Ushbu xususiyat tufayli lazer yo'lovchilar va yuklarni tekshirish joylarida metall buyumlarni tezda qidirish uchun ishlatiladi. Qo'llashning yana bir sohasi - qadimiy san'at ob'ektlarini tiklash. Optik tizim bo'yoq yoki keramika qatlamlari ostida yashiringan tasvirlarni olishga yordam beradi.
Bizning rejalarimiz laboratoriyani yanada murakkab tadqiqotlar olib borish uchun yangi asbob-uskunalar bilan jihozlashdan iborat. Misol uchun, sozlanishi femtosekundli lazerni sotib oling, bu o'rganilayotgan materiallar doirasini sezilarli darajada kengaytiradi. Bu bilan bog'liq vazifalarni hal qilishda yordam beradi keyingi avlod hisoblash tizimlari uchun kvant chiplari.
ITMO universiteti qanday ishlaydi va yashaydi:
Manba: www.habr.com