Ni iṣaaju a fihan wa и . Loni o le wo yàrá opitika ti Ẹka ti Fisiksi ati Imọ-ẹrọ ti Ile-ẹkọ giga ITMO.
Aworan: XNUMXD nanolithograph
Ile-iyẹwu ti Awọn ohun elo Kuatomu Onisẹpo Kekere jẹ ti Ile-iṣẹ Iwadi fun Nanophotonics ati Metamaterials () lori ipilẹ .
Awọn oṣiṣẹ rẹ ṣiṣẹ -ini : plasmons, excitons ati polaritons. Awọn ijinlẹ wọnyi yoo jẹ ki o ṣee ṣe lati ṣẹda awọn kọnputa opiti kikun ati kuatomu. Ile-iyẹwu ti pin si awọn agbegbe iṣẹ lọpọlọpọ ti o bo gbogbo awọn ipele ti iṣẹ pẹlu awọn ohun elo kuatomu iwọn kekere: igbaradi apẹẹrẹ, iṣelọpọ wọn, isọdi ati awọn ijinlẹ opitika.
Agbegbe akọkọ ti ni ipese pẹlu ohun gbogbo pataki fun igbaradi ayẹwo .
A ti fi ẹrọ mimọ ultrasonic lati sọ wọn di mimọ, ati lati rii daju pe iṣẹ ailewu pẹlu awọn ọti-lile, hood eefi ti o lagbara ti ni ipese nibi. Diẹ ninu awọn ohun elo iwadi ni a pese fun wa nipasẹ awọn ile-iṣẹ alabaṣepọ ni Finland, Singapore ati Denmark.
Lati sterilize awọn ayẹwo, a BINDER FD Classic.Line minisita gbigbẹ ti fi sori ẹrọ ni yara. Awọn eroja alapapo inu rẹ ṣetọju awọn iwọn otutu lati 10 si 300 ° C. O ni wiwo USB kan fun ibojuwo iwọn otutu lemọlemọfún lakoko idanwo naa.
Awọn oṣiṣẹ yàrá tun lo iyẹwu yii lati ṣe awọn idanwo aapọn ati awọn idanwo ti ogbo lori awọn ayẹwo. Iru awọn adanwo jẹ pataki lati ni oye bii awọn ohun elo ati awọn ẹrọ ṣe huwa labẹ awọn ipo kan: boṣewa ati iwọn.
Nanolithograph onisẹpo mẹta ti fi sori ẹrọ ni yara atẹle. O ngbanilaaye iṣelọpọ ti awọn ẹya onisẹpo mẹta ọpọlọpọ awọn ọgọrun nanometers ni iwọn.
Ilana ti iṣiṣẹ rẹ da lori iṣẹlẹ ti polymerization-photon meji. O jẹ pataki itẹwe 3D ti o nlo awọn laser lati ṣe apẹrẹ ohun kan lati polima olomi. Awọn polima le nikan ni aaye nibiti ina ina lesa ti wa ni idojukọ.
Aworan: XNUMXD nanolithograph
Ko dabi awọn imọ-ẹrọ lithography boṣewa, eyiti a lo lati ṣẹda awọn iṣelọpọ ati ṣiṣẹ pẹlu awọn fẹlẹfẹlẹ tinrin ti awọn ohun elo, polymerization-photon meji ngbanilaaye ẹda ti awọn ẹya onisẹpo mẹta ti eka. Fun apẹẹrẹ, bii eyi:
Yara ti o tẹle ti yàrá-yàrá ni a lo fun awọn idanwo opiti.
Tabili opiti nla kan wa ti o fẹrẹ to awọn mita mẹwa gigun, ti o kun pẹlu awọn fifi sori ẹrọ lọpọlọpọ. Awọn eroja akọkọ ti fifi sori ẹrọ kọọkan jẹ awọn orisun itanna (lesa ati awọn atupa), spectrometers ati microscopes. Ọkan ninu awọn microscopes ni awọn ikanni opiti mẹta ni ẹẹkan - oke, ẹgbẹ ati isalẹ.
O le ṣee lo lati wiwọn kii ṣe gbigbe nikan ati irisi irisi, ṣugbọn tun tuka. Igbẹhin n pese alaye ọlọrọ pupọ nipa awọn nanoobjects, fun apẹẹrẹ, awọn abuda iwoye ati awọn ilana itankalẹ ti nanoantennas.
Ninu fọto: ipa ti tuka ina lori awọn patikulu silikoni
Gbogbo ohun elo wa lori tabili pẹlu eto idinku gbigbọn ẹyọkan. Ìtọjú ti eyikeyi lesa le ti wa ni rán si eyikeyi ninu awọn opitika awọn ọna šiše ati microscopes lilo o kan kan diẹ digi ati iwadi le wa ni tesiwaju.
Lesa gaasi igbi ti o tẹsiwaju pẹlu iwoye ti o dín pupọ jẹ ki o ṣee ṣe lati ṣe awọn idanwo lori . Awọn ina lesa ti wa ni idojukọ lori dada ti awọn ayẹwo, ati awọn julọ.Oniranran ti awọn tuka ina ti wa ni gba silẹ nipa a spectrometer.
Awọn laini dín ti o baamu si tituka ina inelastic (pẹlu iyipada ni gigun gigun) ni a ṣe akiyesi ni iwoye. Awọn oke giga wọnyi pese alaye nipa ilana gara ti apẹẹrẹ, ati nigbakan paapaa nipa iṣeto ti awọn ohun elo kọọkan.
Tun wa ti fi sori ẹrọ lesa femtosecond ninu yara naa. O lagbara lati ṣe ipilẹṣẹ kukuru pupọ (100 femtoseconds - ọkan mẹwa-aimọye kan ti iṣẹju kan) awọn isunmọ ti itankalẹ laser pẹlu agbara nla. Gẹgẹbi abajade, a ni aye lati ṣe iwadi awọn ipa opiti ti kii ṣe lainidi: iran ti awọn igbohunsafẹfẹ ilọpo meji ati awọn iyalẹnu ipilẹ miiran ti ko ṣee ṣe labẹ awọn ipo adayeba.
Cryostat wa tun wa ninu yàrá. O ngbanilaaye awọn wiwọn opiti pẹlu ṣeto awọn orisun kanna, ṣugbọn ni awọn iwọn otutu kekere - to Kelvin meje, eyiti o fẹrẹ to -266°C.
Labẹ iru awọn ipo bẹẹ, nọmba kan ti awọn iṣẹlẹ alailẹgbẹ ni a le ṣe akiyesi, ni pataki, ijọba ti isọpọ ti o lagbara laarin ina ati ọrọ, nigbati photon ati exciton kan ( bata-iho elekitironi) dagba patiku kan - exciton-polariton. Polaritons ṣe ileri nla ni awọn aaye ti iširo kuatomu ati awọn ẹrọ pẹlu awọn ipa aiṣedeede to lagbara.
Ninu fọto: microscope INTEGRA probe
Ninu yara ti o kẹhin ti yàrá-yàrá a gbe awọn ohun elo iwadii wa - и . Ni igba akọkọ ti o gba ọ laaye lati gba aworan ti dada ti ohun kan pẹlu ipinnu aye giga ati ṣe iwadi akopọ, eto ati awọn ohun-ini miiran ti awọn fẹlẹfẹlẹ dada ti ohun elo kọọkan. Lati ṣe eyi, o ṣe ayẹwo wọn pẹlu itanna ti o ni idojukọ ti awọn elekitironi ti o ni kiakia nipasẹ foliteji giga.
Maikirosikopu ti n ṣawari ṣe ohun kan naa nipa lilo iwadii kan ti o ṣe ayẹwo oju ti ayẹwo naa. Ni idi eyi, o ṣee ṣe lati gba alaye nigbakanna nipa “ala-ilẹ” ti dada ayẹwo ati nipa awọn ohun-ini agbegbe, fun apẹẹrẹ, agbara ina ati oofa.
Aworan: ọlọjẹ maikirosikopu elekitironi S50 EDAX
Awọn ohun elo wọnyi ṣe iranlọwọ fun wa lati ṣe apejuwe awọn apẹẹrẹ fun awọn iwadii opiti siwaju.
Ise agbese ati eto
Ọkan ninu awọn akọkọ ise agbese ti awọn yàrá jẹmọ si awọn ipinlẹ arabara ti ina ati ọrọ ni awọn ohun elo kuatomu — exciton-polaritons ti a ti sọ tẹlẹ loke. Ẹbun mega kan lati Ile-iṣẹ ti Ẹkọ ati Imọ-jinlẹ ti Russian Federation ti yasọtọ si koko yii. Ise agbese na jẹ oludari nipasẹ onimọ ijinle sayensi asiwaju lati University of Sheffield, Maurice Shkolnik. Awọn iṣẹ idanwo lori iṣẹ naa jẹ nipasẹ Anton Samusev, ati apakan imọ-jinlẹ jẹ oludari nipasẹ Ọjọgbọn ti Ẹka ti Fisiksi ati Imọ-ẹrọ Ivan Shelykh.
Awọn oṣiṣẹ yàrá tun n kẹkọ awọn ọna lati tan kaakiri alaye nipa lilo awọn solitons. Solitons jẹ awọn igbi ti ko ni ipa nipasẹ pipinka. Ṣeun si eyi, awọn ifihan agbara ti a gbejade nipa lilo awọn solitons ko “tan jade” bi wọn ṣe tan kaakiri, eyiti o jẹ ki o ṣee ṣe lati mu iyara mejeeji pọ si ati ibiti gbigbe.
Ni ibẹrẹ 2018, awọn onimo ijinlẹ sayensi lati Ile-ẹkọ giga wa ati awọn ẹlẹgbẹ lati ile-ẹkọ giga ni Vladimir awoṣe ti a ri to-ipinle terahertz lesa. Iyatọ ti idagbasoke ni pe itankalẹ terahertz ko ni “idaduro” nipasẹ awọn nkan ti a ṣe ti igi, ṣiṣu ati awọn ohun elo amọ. Ṣeun si ohun-ini yii, laser yoo ṣee lo ni ero-ọkọ ati awọn agbegbe ayewo ẹru fun wiwa ni kiakia fun awọn nkan irin. Agbegbe miiran ti ohun elo ni imupadabọ ti awọn nkan aworan atijọ. Eto opiti yoo ṣe iranlọwọ lati gba awọn aworan ti o farapamọ labẹ awọn ipele ti kikun tabi awọn ohun elo amọ.
Awọn ero wa ni lati pese yàrá pẹlu ohun elo tuntun lati ṣe iwadii paapaa eka sii. Fun apẹẹrẹ, ra lesa femtosecond kan ti o le fọwọ kan, eyiti yoo faagun pupọ awọn ohun elo ti a ṣe iwadi. Eleyi yoo ran pẹlu awọn iṣẹ-ṣiṣe jẹmọ si awọn eerun kuatomu fun awọn ọna ṣiṣe iširo iran atẹle.
Bii Ile-ẹkọ giga ITMO ṣe n ṣiṣẹ ati awọn igbesi aye:
orisun: www.habr.com