?

Log in

No account? Create an account
Примешь красную таблетку - войдешь в страну чудес.
Я покажу тебе, глубока ли кроличья нора...
Про науку и Гренобль 
11th-Aug-2016 02:07 pm
dance

Может показаться, что я в Гренобле только и делаю, что катаюсь на велосипеде, запиваю вином всякие вонючие сыры и брожу по горам. Отрицать последнего не буду, но нельзя же не рассказать самого главного – как я туда попал и зачем. Ну вот, сегодня будем срывать покрова с основной цели моего пребывания во Франции.


Рис. 1. Совместный русско-французский аспирант монтирует образец во вставку для криостата.

Стипендия правительства Франции

Правительство Франции ежегодно выделяет несколько стипендий (в моем году было 18 победителей) в рамках стипендии им. В.И.Вернадского. Процедура достаточно нетривиальная, т.к. требует несколько документов непосредственно из Франции, например, документ о гарантии зачисления в ВУЗ и проект совместного научного проекта. Лаборатория физики п/п структур и сверхрешеток ИФМ РАН, в которой мне повезло работать над кандидатской диссертацией, последние несколько лет активно сотрудничает с Францией в научном плане в рамках международной лаборатории (я чуть ли не пятый аспирант, получивший эту стипендию). Когда я заявил о своем желании подать заявку на стипендию мне был предложен Гренобль, оставалось только согластся. Это я к тому, что моей заслуги в получении этой стипендии никакой нет и возложенное доверие научного руководства приходится отрабатывать в Гренобле по полной программе, ведь далеко не каждому нижегородскому аспиранту открывается такая возможность.


Рис. 2. Справка о назначении стипендии

Для тех, кто «не компренд па» (фр. "не понял") вышенаписанное, коротко поясню, что три учебных семестра я должен провести во Франции, получая при этом стипендию, мед.страховку и даже место в общежитии (правда, его все равно оплачивать). Один семестр я провел в том году с октября по март, в грядущем октябре снова поеду проводить увлекательные научные эксперименты во французской лаборатории вместе c поляками, чехами, китайцем, алжирцем и украинцем Артуром. По последней ссылке можно посмотреть чем занимается моя лаборатория, да и институт в целом.

Научные возможности Гренобля

Исследовательское оборудование в Гренобле расширяет и дополняет мой нижегородский экспериментальный арсенал. Моя диссертация посвящена изучению зонной структуры многослойных полупроводниковых наноструктур на основе тройного соединения кадмий-ртуть-теллур. Наша задача состоит в экспериментальном обнаружении характерных частот резонансного поглощения света и объяснении их поведения в магнитных полях.

В Гренобле есть магнитные поля, что вообще говоря логично, принимая во внимание тот факт, что я работаю там в лаборатории сильных магнитных полей. В свое время это была крупная немецко-французская лаборатория, в которой Клаус фон Клитцинг обнаружил квантовый эффект Холла. Институт знаменит своими мощными магнитами до 35Т в стационарном режиме (магнит на холодильнике 0.005Т, МРТ томограф 0.5-1.5Т), но для работы на них нужно подавать заявку на конкурсный отбор. Для меня же всегда доступен (чему я несказанно рад) сверхпроводящий магнит, выдающий магнитное поле в 11 Тесла при 4.2К (температура жидкого гелия) и 13 Тесла при откачке криостата до 1.6К (давление гелия падает – он становится холоднее).

 

Рис. 3. Из дырки в полу торчит заливной криостат со сверхпроводящим магнитом. Слева и справа - спектрометры Bruker.
Рис. 4. Манометр криостата для контроля температуры гелия во время откачки. Слева от манометра - вход для вставки с образцом.

Примерно такой же магнит есть и в нижегородской лаборатории – заливай гелием да измеряй. Тут мы переходим ко второй причине – Гренобльскому месторождению жидкого гелия. Это я, конечно, образно выразился, гелий тут, как и везде ожижают из газообразного, просто здесь потребителей сильно больше. Я даже был на экскурсии по криогенной станции (специальный корпус предназначенный для охлаждения жидкого гелия): заходил в шумную комнату с горячими компрессорами и дирижаблеобразными мешками сбора газообразного гелия (gasholder) со всех лабораторий комплекса. В криогенной станции стоят две холодильных машины, прокачивающие газообразный гелий через игольчатые клапаны. Жидкий гелий собирают в две 6000-литровые бочки, откуда разливают по сосудам Дьюара. На заливку «моего» Гренобльского криостата уходит 15 литров, подливать нужно раз в два дня, если совсем ничего не измерять – чего в принципе не бывает. У меня уходило примерно 200 литров жидкого гелия в неделю, +100 если интенсивно работал в выходные. Дома такие объемы мы пока освоить не можем, но будем стремиться.

   
Рис. 5. Общий вид лаборатории ИК-спектроскопии. Сзади блестит 200-литровый дьюар с жидким азотом.
Рис. 6. Измеритель уровня гелия в дьюаре. Тревожный знак символизирует излишнее опустошение.


Есть еще в Гренобле маленькие распрекрасные приемники излучения, необходимые для Фурье-спектроскопии наших образцов – композитные кремниевые болометры. Их прелесть заключается в том, что они могут работать в магнитном поле, влияние которого можно исключить нормировкой (нехитрыми математическими операциями). Таких приемников на свете много и у нас тоже есть, только в более крупном корпусе. Маленькие же удобно размещать сразу после образца, уменьшая потери на оптическом пути.


Рис. 7. Болометр стоит на столе. Справа поворотный держатель образца, закрепленный на конце вставки в криостат.
Рис. 8. Кремниевый болометр в корпусе винстоновского конуса. Если такой сломать - выгоняют из аспирантуры сразу :P


Основные технические моменты я отразил выше: сильные магнитные поля, море гелия, болометры. Можно также добавить, что у лаборатории огромный опыт в проведении подобных экспериментов и по любому вопросу можно проконсультироваться у знающих людей. Про знающих людей нельзя не упомянуть, т.к. они очень помогли в освоении новой для меня методики измерения. Кроме того, в рамках совместной аспирантуры можно обсуждать результаты не только с нижегородской научной группой, но и с гренобльской, получая больше разносторонней критики и возможностей развиваться.


Рис. 9. Знакомый нам совместный аспирант. На стене разведены трубы системы сборы газообразного гелия, откачки криостата и спектрометров.

За первый семестр в Гренобле в
ыполнены магнитооптические и магнитотранспортные исследования для 18 гетероструктур на основе HgTe/CdHgTe с одиночными, двойными (3 образца) и пятерными квантовыми ямами:
* при различной концентрации носителей заряда (при подсветке диодом)
* в оптических конфигурациях для дальнего и среднего ИК-диапазонов
* в наклонных магнитных полях до 13Т при откачке криостата до 1.6К
В общей сложности записано 3600+ спектров пропускания, 500 транспортных кривых (эффект Холла и осцилляции Шубникова-де Гааза в геометрии Ван дер Пау. А вот вместо того, чтобы писать статьи по результатам - пишу посты в жж-ку. Ну у меня отпуск, пока...

This page was loaded Aug 25th 2019, 7:55 am GMT.