פֿריִער האָבן מיר געוויזן אונדזער и . הייַנט איר קענען קוקן אין די אָפּטיש לאַבאָראַטאָריע פון די פיייקייַט פון פיזיק און טעכנאָלאָגיע פון ITMO אוניווערסיטעט.
בילד: 3D נאַנאָליטאָגראַף
די לאַבאָראַטאָריע פון נידעריק-דימענשאַנאַל קוואַנטום מאַטעריאַלס געהערט צו די פאָרשונג צענטער פֿאַר נאַנאָפאָטאָניקס און מעטאַמאַטעריאַלז () אויף דער באַזע .
זייַן עמפּלוייז זענען פאַרקנאַסט פּראָפּערטיעס : פּלאַזמאָנס, עקסיטאָנס און פּאָלאַריטאָנס. די שטודיום וועט מאַכן עס מעגלעך צו שאַפֿן פול-פלעדזשד אָפּטיש און קוואַנטום קאָמפּיוטערס. די לאַבאָראַטאָריע איז צעטיילט אין עטלעכע אַרבעט געביטן וואָס דעקן אַלע סטאַגעס פון אַרבעט מיט נידעריק-דימענשאַנאַל קוואַנטום מאַטעריאַלס: צוגרייטונג פון מוסטער, פּראָדוקציע, קעראַקטעריסטיקס און אָפּטיש שטודיום.
דער ערשטער זאָנע איז יקוויפּט מיט אַלץ נייטיק פֿאַר מוסטער צוגרייטונג .
אַן אַלטראַסאַניק קלינער איז אינסטאַלירן צו ריין זיי, און צו ענשור זיכער אַרבעט מיט אַלקאָהאָלס, אַ שטאַרק ויסמאַטערן קאַפּטער איז יקוויפּט דאָ. עטלעכע פאָרשונג מאַטעריאַלס זענען סאַפּלייד צו אונדז דורך שוטעף לאַבאָראַטאָריעס אין פינלאַנד, סינגאַפּאָר און דענמאַרק.
צו סטעריליזירן סאַמפּאַלז, אַ BINDER FD Classic.Line דרייינג קאַבינעט איז אינסטאַלירן אין די צימער. די באַהיצונג עלעמענטן ין עס האַלטן טעמפּעראַטורעס פון 10 צו 300 °C. עס האט אַ וסב צובינד פֿאַר קעסיידערדיק טעמפּעראַטור מאָניטאָרינג בעשאַס דער עקספּערימענט.
לאַבאָראַטאָריע שטעקן אויך נוצן דעם קאַמער צו דורכפירן דרוק טעסץ און יידזשינג טעסץ אויף סאַמפּאַלז. אַזאַ יקספּעראַמאַנץ זענען נייטיק צו פֿאַרשטיין ווי מאַטעריאַלס און דעוויסעס ביכייווז אונטער זיכער טנאָים: נאָרמאַל און עקסטרעם.
א דריי-דימענשאַנאַל נאַנאָליטאָגראַף איז אינסטאַלירן אין דער ווייַטער צימער. עס אַלאַוז די פאַבריקיישאַן פון דריי-דימענשאַנאַל סטראַקטשערז עטלעכע הונדערט נאַנאָמעטערס אין גרייס.
דער פּרינציפּ פון זייַן אָפּעראַציע איז באזירט אויף דער דערשיינונג פון צוויי-פאָטאָן פּאַלימעראַזיישאַן. יסענשאַלי, עס איז אַ 3 ד דרוקער וואָס ניצט לייזערז צו פאָרעם אַ כייפעץ פון אַ פליסיק פּאָלימער. דער פּאָלימער כאַרדאַנז בלויז אין די פונט ווו די לאַזער שטראַל איז פאָוקיסט.
בילד: 3D נאַנאָליטאָגראַף
ניט ענלעך נאָרמאַל ליטהאָגראַפי טעקניקס, וואָס זענען געניצט צו שאַפֿן פּראַסעסערז און אַרבעט מיט דין לייַערס פון מאַטעריאַלס, צוויי-פאָטאָן פּאַלימעראַזיישאַן אַלאַוז די שאַפונג פון קאָמפּלעקס דריי-דימענשאַנאַל סטראַקטשערז. פֿאַר בייַשפּיל, ווי דאָס:
דער ווייַטער צימער פון דער לאַבאָראַטאָריע איז געניצט פֿאַר אָפּטיש יקספּעראַמאַנץ.
עס איז אַ גרויס אָפּטיש טיש כּמעט צען מעטער לאַנג, אָנגעפילט מיט סך ינסטאַליישאַנז. די הויפּט עלעמענטן פון יעדער ייַנמאָנטירונג זענען ראַדיאַציע קוואלן (לייזערז און לאמפן), ספּעקטראָמאַטערז און מיקראָסקאָפּעס. איינער פון די מיקראָסקאָפּעס האט דרייַ אָפּטיש טשאַנאַלז אין אַמאָל - אויבערשטער, זייַט און נידעריקער.
עס קענען זיין געניצט צו מעסטן ניט בלויז טראַנסמיסיע און אָפּשפּיגלונג ספּעקטראַ, אָבער אויך צעוואָרפן. די לעצטע צושטעלן זייער רייַך אינפֿאָרמאַציע וועגן נאַנאָאָבדזשעקץ, למשל, די ספּעקטראַל קעראַקטעריסטיקס און ראַדיאַציע פּאַטערנז פון נאַנאָאַנטענאַז.
אין די פאָטאָ: די ווירקונג פון ליכט צעוואָרפן אויף סיליציום פּאַרטיקאַלז
כל ויסריכט איז ליגן אויף אַ טיש מיט אַ איין ווייבריישאַן סאַפּרעשאַן סיסטעם. די ראַדיאַציע פון קיין לאַזער קענען זיין געשיקט צו קיין פון די אָפּטיש סיסטעמען און מיקראָסקאָפּעס ניצן נאָר אַ ביסל מירערז און פאָרשונג קענען זיין פארבליבן.
א קעסיידערדיק-כוואַליע גאַז לאַזער מיט אַ זייער שמאָל ספּעקטרום מאכט עס מעגלעך צו פירן יקספּעראַמאַנץ אויף . דער לאַזער שטראַל איז פאָוקיסט אויף די ייבערפלאַך פון די מוסטער, און די ספּעקטרום פון די צעוואָרפן ליכט איז רעקאָרדעד דורך אַ ספּעקטראָמעטער.
שמאָל שורות קאָראַספּאַנדינג צו ינאַלאַסטיק ליכט צעוואָרפן (מיט אַ ענדערונג אין ווייוולענגט) זענען באמערקט אין די ספּעקטראַ. די פּיקס צושטעלן אינפֿאָרמאַציע וועגן די קריסטאַל סטרוקטור פון די מוסטער, און מאל אפילו וועגן די קאַנפיגיעריישאַן פון יחיד מאַלאַקיולז.
עס איז אויך אינסטאַלירן אין די צימער אַ פעמטאָסעקאָנד לאַזער. עס איז ביכולת צו דזשענערייט זייער קורץ (100 פעמטאָסעקאַנדז - איין צען-טריליאַנט פון אַ סעקונדע) פּאַלסיז פון לאַזער ראַדיאַציע מיט ריזיק מאַכט. ווי אַ רעזולטאַט, מיר באַקומען די געלעגנהייט צו לערנען ניט-לינעאַר אָפּטיש יפעקץ: דור פון דאַבאַלד פריקוואַנסיז און אנדערע פונדאַמענטאַל דערשיינונגען אַנאַטייינאַבאַל אונטער נאַטירלעך טנאָים.
אונדזער קריאָסטאַט איז אויך ליגן אין דער לאַבאָראַטאָריע. עס אַלאַוז אָפּטיש מעזשערמאַנץ מיט די זעלבע גאַנג פון קוואלן, אָבער ביי נידעריק טעמפּעראַטורעס - אַרויף צו זיבן קעלווין, וואָס איז בעערעך גלייַך צו -266 °C.
אונטער אזעלכע באדינגונגען קען מען באמערקן א צאל אייגנארטיגע דערשיינונגען, באזונדערס די רעזשים פון שטארקע פארבינדונג צווישן ליכט און מאטעריע, ווען א פאטאן און אן עקססיטאן (עלעקטראן-לאך-פאר) פארמירן אן איינציקן טיילקל - אן עקססיטאן-פאלאריטאן. פּאָלאַריטאָנס האָבן גרויס צוזאָג אין די פעלדער פון קוואַנטום קאַמפּיוטינג און דעוויסעס מיט שטאַרק ניט-לינעאַר יפעקץ.
אין די פאָטאָ: INTEGRA זאָנד מיקראָסקאָפּ
אין די לעצטע צימער פון דער לאַבאָראַטאָריע מיר שטעלן אונדזער דיאַגנאָסטיק ינסטראַמאַנץ - и . דער ערשטער אַלאַוז איר צו באַקומען אַ בילד פון די ייבערפלאַך פון אַ כייפעץ מיט הויך ספּיישאַל האַכלאָטע און לערנען די זאַץ, סטרוקטור און אנדערע פּראָפּערטיעס פון די ייבערפלאַך לייַערס פון יעדער מאַטעריאַל. צו טאָן דאָס, ער סקאַנז זיי מיט אַ פאָוקיסט שטראַל פון עלעקטראָנס אַקסעלערייטיד דורך הויך וואָולטידזש.
א סקאַנינג זאָנד מיקראָסקאָפּ טוט די זעלבע זאַך דורך ניצן אַ זאָנד וואָס סקאַנז די ייבערפלאַך פון די מוסטער. אין דעם פאַל, עס איז מעגלעך צו סיימאַלטייניאַסלי באַקומען אינפֿאָרמאַציע וועגן די "לאַנדשאַפט" פון די מוסטער ייבערפלאַך און וועגן זייַן היגע פּראָפּערטיעס, למשל, עלעקטריק פּאָטענציעל און מאַגנאַטאַזיישאַן.
פּיקטשערד: סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּ S50 EDAX
די ינסטראַמאַנץ העלפֿן אונדז קעראַקטערייז סאַמפּאַלז פֿאַר ווייַטער אָפּטיש שטודיום.
פראיעקטן און פלענער
איינער פון די הויפּט פּראַדזשעקס פון דער לאַבאָראַטאָריע איז שייַכות צו כייבריד צושטאנדן פון ליכט און מאַטעריע אין קוואַנטום מאַטעריאַלס - עקססיטאָן-פּאָלאַריטאָנס שוין דערמאנט אויבן. א מעגאַ-שענקען פון דער מיניסטעריום פון בילדונג און וויסנשאַפֿט פון די רוסישע פעדעריישאַן איז דעדאַקייטאַד צו דעם טעמע. דער פּראָיעקט איז געפירט דורך דער לידינג געלערנטער פון די שעפילד אוניווערסיטעט, מאָריס שקאָלניק. עקספּערימענטאַל אַרבעט אויף דעם פּרויעקט איז דורכגעקאָכט דורך אַנטאָן סאַמוסעוו, און דער טעאָרעטיש טייל איז געפירט דורך פּראָפעסאָר פון דער פיייקייַט פון פיזיק און טעכנאָלאָגיע איוואן שעליך.
לאַבאָראַטאָריע שטעקן לערנען אויך וועגן צו אַריבערפירן אינפֿאָרמאַציע מיט סאָליטאָנס. סאָליטאָנס זענען כוואליעס וואָס זענען נישט אַפעקטאַד דורך דיספּערשאַן. דאַנק צו דעם, סיגנאַלז טראַנסמיטטעד מיט סאָליטאָנס טאָן ניט "פאַרשפּרייטן זיך" ווי זיי פאַרמערן, וואָס מאכט עס מעגלעך צו פאַרגרעסערן די גיכקייַט און קייט פון טראַנסמיסיע.
אין די אָנהייב פון 2018, סייאַנטיס פון אונדזער אוניווערסיטעט און חברים פון דער אוניווערסיטעט אין וולאדימיר מאָדעל פון אַ האַרט-שטאַט טעראַהערטז לאַזער. די אייגנארטיקייט פון דער אַנטוויקלונג איז אַז טעראַהערטז ראַדיאַציע איז נישט "דילייד" דורך אַבדזשעקץ געמאכט פון האָלץ, פּלאַסטיק און סעראַמיקס. דאַנק צו דעם פאַרמאָג, די לאַזער וועט זיין געניצט אין פּאַסאַזשיר און באַגאַזש דורכקוק געביטן פֿאַר געשווינד זוכן פֿאַר מעטאַל אַבדזשעקץ. אן אנדער געגנט פון אָנווענדלעך איז די רעסטעריישאַן פון אלטע קונסט אַבדזשעקץ. די אָפּטיש סיסטעם וועט העלפֿן צו באַקומען בילדער פאַרבאָרגן אונטער לייַערס פון פאַרב אָדער סעראַמיקס.
אונדזער פּלאַנז זענען צו יקוויפּ די לאַבאָראַטאָריע מיט נייַע ויסריכט צו דורכפירן אפילו מער קאָמפּליצירט פאָרשונג. פֿאַר בייַשפּיל, קויפן אַ טונאַבאַל פעמטאָסעקאָנד לאַזער, וואָס וועט באטייטיק יקספּאַנד די קייט פון מאַטעריאַלס וואָס זענען געלערנט. דאָס וועט העלפֿן מיט טאַסקס שייַכות צו קוואַנטום טשיפּס פֿאַר ווייַטער דור קאַמפּיוטינג סיסטעמען.
ווי ITMO אוניווערסיטעט אַרבעט און לעבן:
מקור: www.habr.com