Holenderska aparatura do trawienia zogniskowaną wiązką jonów, kupiona przez Instytut Fizyki Doświadczalnej FUW, jest jednym z zaledwie kilku tego typu urządzeń w kraju - poinformował FUW w przesłanym PAP komunikacie. Przy jej użyciu w laboratorium na Pasteura wytworzono już pierwsze mikrofilary - mikrometrowej wielkości kolumny zbudowane z wielu starannie dobranych warstw o grubościach liczonych w nanometrach. Posłużą one m.in. do budowy wydajnych laserów emitujących światło żółte.

"Możliwość wytwarzania mikrofilarów bezpośrednio w laboratoriach Uniwersytetu ma kluczowe znaczenie dla naszych badań, zwłaszcza dla prac nad naprawdę dobrymi źródłami żółtego światła laserowego" - podkreśla dr Wojciech Pacuski z FUW.

Mikrolasery emitujące światło żółte - wyjaśniają przedstawiciele FUW - mogą być przydatne w tych dziedzinach telekomunikacji, w których stosuje się światłowody z tworzyw sztucznych, najsłabiej tłumiące właśnie światło żółte. Żółte lasery są też stosowane w coraz popularniejszych wyświetlaczach z dodatkowymi kolorami (oprócz standardowych RGB). Mikrolasery w FUW będą powstawać w ramach projektu "Lider", organizowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

Wytworzone na FUW mikrofilary są odmianą mikrownęk optycznych, czyli struktur, wewnątrz których fotony pozostają stosunkowo długo i są uwięzione w małej objętości. Otrzymuje się je trawiąc podłoże, wcześniej skonstruowane z wielu warstw materiałów półprzewodnikowych o precyzyjnie dobranych właściwościach.

"Aby zbudować mikrofilar, naukowcy muszą precyzyjnie usunąć materiał z podłoża w taki sposób, aby powstał słupek o średnicy i wysokości liczonych w mikrometrach. W tym celu wykorzystują urządzenie Helios NanoLab, pozwalające trawić podłoże za pomocą wiązki jonów galu. Po przyspieszeniu do wysokich energii, jony są ogniskowane z dokładnością do kilku nanometrów i kierowane w wybrane punkty podłoża. Ponieważ jony galu mają spore rozmiary i masę, nie wnikają do wnętrza materiału, lecz wybijają atomy z jego powierzchni. Wybite atomy rozchodzą się w próżni komory badawczej. Efekty pracy wiązki można natychmiast ocenić za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego, będącego integralną częścią urządzenia" - tłumaczą naukowcy w komunikacie.

"Za pomocą metody wymyślonej przez doktora Pacuskiego w kooperacji z kolegami z Bremy i opatentowanej w 2009 roku, na obu końcach mikrofilarów potrafimy wytworzyć zwierciadła, które są ważnym elementem lasera. Dodatkowym atutem w pracach nad żółtym laserem jest fakt, że jako jedno z nielicznych laboratoriów na świecie specjalizujemy się w materiałach z II i VI grupy układu okresowego pierwiastków. Związki te wydajnie emitują światło właśnie w zakresie długości fal odpowiadających światłu żółtemu" - mówi doktorant Tomasz Jakubczyk z Zakładu Fizyki Ciała Stałego Instytutu Fizyki Doświadczalnej FUW.

Mikrofilary są przydatne w wielu nowoczesnych zastosowaniach, zwłaszcza przy konstruowaniu źródeł pojedynczych fotonów oraz wytwarzaniu par splątanych fotonów. Źródeł tego typu używa się m.in. w pracach nad komputerami optycznymi i kwantowymi oraz w kryptografii kwantowej.

Naukowców z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego szczególnie interesują mikrofilary, w których znajdują się kropki kwantowe. "Już same kropki kwantowe są dobrymi źródłami pojedynczych, a nawet splątanych fotonów, ale dzięki umieszczeniu ich wewnątrz mikrofilarów pożądane cechy są dodatkowo wzmacniane. Mikrofilar z kropkami kwantowymi może na przykład częściej emitować pojedyncze fotony" - wyjaśnia Jakubczyk.

Zakupu wartego 5 mln złotych sprzętu dokonano w ramach projektu Centrum Badań Przedklinicznych i Technologii, współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka na lata 2007-13.

"Do sprzętu będą mieli dostęp nie tylko naukowcy, ale również studenci Wydziału Fizyki UW zajmujący się fizyką materii skondensowanej, także ci, którzy studiują w ramach niedawno uruchomionego makrokierunku Inżynieria nanostruktur" - zapowiada dr Pacuski.

PAP - Nauka w Polsce

lt/ agt/bsz