(Pabaiga. Pradžia – Nr. 10 (564)
„Tarybinės kapeikos lazeriu pradeginti negalima. O caro laikų monetą? Prašom.“
Tuo pačiu metu lazerį demonstruodavome besidomintiems, kas kinta nuo lazerio galios ir sukaupiamos impulse energijos. Pirmiesiems lankytojams buvo rodoma, kaip lazerio impulsas „išbaltina“ juodą spausdinimo kalkę. Vėliau į demonstracijos programą įtrauktas skylutės pradeginimas skutimosi peiliuke – ploname plieniniame lakšte. Lankytojams buvo leista pradeginti skylutę vienos kapeikos monetoje. Kadangi vėliau buvome sudrausminti, kad „negalima gadinti tarybinių pinigų“, demonstracijai naudojome carinės Rusijos sidabrinę 10 rublių nominalo monetą.
Šiai demonstracijai jau teko panaudoti neodimio lazerį, jo galią sustiprinus optiniais stiprintuvais. Stiprintuvų su neodimio stiklo strypais brėžinius gavome iš A. Piskarsko, tuo metu dar MVU aspiranto. Demonstravome lazerio šviesos antros harmonikos generavimą, kai nematoma neodinio lazerio (infraraudonojo diapazono) šviesa, sklisdama kristalu, virsta žalia, o rubino lazerio raudona šviesa pasidaro nematoma (ultravioletinio diapazono). Dar vėliau lankytojams pademonstravome kibirkščių seriją ore, fokusuodami spindulį.
Nauji atradimai
Tiriant puslaidininkius, juos sužadinant lazerio impulsais, buvo pastebėta, kad, padidinus sužadinimo intensyvumą, jo savybės keičiasi iš esmės. Nauji rezultatai pasipylė „kaip iš gausybės rago“. Tuo metu nedaug laboratorijų tyrinėjo lazerio impulsais sužadintus puslaidininkius, todėl nauji atradimai sukūrė terpę, kuri sudarė sąlygas mokslinei komandai augti, į ją įsitraukiant energingiems ir žingeidiems studentams, vėliau tapusiems mokslų daktarais.
Mokslinių tyrimų paletę galima būtų iliustruoti tyrimų krypčių seka, išplėtota per pirmąjį dešimtmetį, pažymint pradiniuose etapuose reikšmingą indėlį įnešusius tyrėjus. Ją pateikiu tik todėl, kad skaitytojas pamatytų tyrimo metodų plėtrą:
fotolaidumo kinetika – 1965 m. pas N. Basovą, o nuo 1966 m. Vilniuje (J. Vaitkus). Parodyta, kad galima sukurti fotodetektorius, skirtus ir gigaherciniam diapazonui;
liuminescencija – 1969 m. (R. Baltramiejūnas), liuminescencijos gesinimas mikrobangomis – 1970 m. (Z. Dobrovolskis). Ši sudėtinga technika atskleidė sritis, į kurias reikia orientuotis;
liuminescencijos spektrai – 1972 m. (V. Niunka) ir superliuminescencija – 1974 m. bei plazma – 1976 m. (V. Narkevičius). Parodytos jos galimybės tirti įvairius puslaidininkius, tarp jų ir organinius;
krūvininkų judrio kinetika – 1970 m. (J. Storasta, V. Grivickas). Sukurta iki tol nematyta aparatūra, išaiškinti krūvininkų sklaidos ir rekombinacijos ypatumai;
optinis ryšys – 1971 m. (T. Giedrys iš KPI, dabar KTU). Demonstruojama, kaip detektuoti optinį ryšio linijų signalą panaudojant mikrobangas;
netiesinė šviesos sugertis – 1974 m. (V. Gavriušinas) – atrasti nauji efektai;
dinaminė holografija – 1974 m. (K. Jarašiūnas) – sukurti nauji puslaidininkių ir lazerinių impulsų parametrų matavimo metodai. Įdiegti pramonėje Vilniuje, Maskvoje, Plovdive;
lazerio impulso trukmės valdymas netiesine sugertimi – 1974 m. (D. Veleckas). Įdiegtas naujo tipo lazeris, skirtas erdvės lokacijai;
1976 m. atrastos eksitoninės gardelės.
Mokslinių tyrimų sėkmę ir efektyvius tyrimų rezultatus lėmė tai, kad anksčiau už kitus tyrėjus galėjome panaudoti oscilografus su vaizdo atmintimi, sukonstruotus ir pagamintus Vilniaus radijo matavimo prietaisų institute. Galėjome pasinaudoti ir matavimo aparatūros susiejimu su Vilniaus universiteto skaičiavimo centru, o vėliau – ir su personaliniais kompiuteriais. Vėlesniais dešimtmečiais buvo giliau suprasti procesai, vykstantys stipriai sužadintuose puslaidininkiuose. Tai leido spręsti gana egzotiškas mokslines problemas: nagrinėti elektronų ir skylių skysčio, nepusiausvyriųjų fononų, karštų elektronų ir eksitonų savybes. Visa tai vykdė jaunieji tyrėjai, pradėję tyrimus dar būdami studentais. Tęsdami tyrimus jie tapo profesoriais. Tai: E. Kuokštis, A. Žukauskas, G. Tamulaitis, S. Juršėnas. Kartu teko nagrinėti lazerio spindulio poveikį medžiagoms, juo kaitinant defektus, išgarinant įvairias medžiagas ar generuojant mikrobangas. Taip buvo plėtojamos ir lazerinės technologijos.
Teko sukurti ir gana sudėtingus prietaisus. Gal daugiausiai nusipelnęs yra „Liumotop“ galio arsenido (GaAs) defektų išryškinimui iš lazeriu sužadinamos liuminescencijos vaizdo. Jo sudėtingumą lėmė tai, kad GaAs liuminescuoja infraraudonąja šviesa, todėl reikėjo sukonstruoti elektrooptinį keitiklį, verčianti mikroskopu padidintą vaizdą į matomą šviesą. Puslaidininkis sužadinamas impulsais, todėl vaizdą registravo specialiai sukonstruota mažakadrinės televizijos kamera, sukurianti stovintį vaizdą televizoriaus ekrane. Prietaisas buvo skirtas dirbti prie konvejerio, todėl buvo būtina kai kuriuos vaizdus įrašyti į vaizdo magnetofoną – aukštesnio lygio specialistui peržiūrėti. Sudėtingą prietaisą konstravo didelė komanda: J. Storasta, E. Gaubas, J. Kapturauskas, F. Senulis, A. Putrimas, A. Medeišis, K. Jarašiūnas, M. Petrauskas. Po daugelio metų kalbėdami su Nobelio premijos laureatu akad. Ž. Alfiorovu (Lietuvos MA užsienio nariu) sužinojome, kad šis prietaisas buvo užsakytas pirmosios heterolazerių (už kurių sukūrimą ir buvo gauta premija) serijos gamybos technologijos proceso kontrolei.
Toliausiai iš Lietuvos nukeliavo krūvininkų difuzijos ir rekombinacijos procesų tyrimo dinaminių difrakcinių gardelių metodu prietaisas, kurį sukūrė prof. K. Jarašiūno komanda, o pagamino UAB „Ekspla“. Šis prietaisas ir dabar veikia Renselyro politechnikos institute (JAV).
Pats naujausias prietaisas – VU-TEG-5, įdiegtas CERN‘e. Dabar vykdomas jo kalibravimas. Tai prof. E. Gaubo komandos sukurtas įrenginys, kuriame lazerio spindulys sužadina apšvitintą silicio kristalą, o mikrobangų traktu nustatomas jo savybių pokytis, tiesiogiai priklausantis nuo apšvitos.
Verta priminti, kad beveik visos šios metodikos jau tapo standartinėmis puslaidininkių tyrimuose, tik vis įtraukiami nauji techniniai pasiekimai tirti visus puslaidininkius ir pasiekti tokią laikinę skyrą, kuri leidžia tirti visus vykstančius procesus. Šiose srityse dirbančios tyrėjų komandos ne tik gavo jau kelias Lietuvos mokslo premijas, bet ir tapo žinomos pasaulyje. Iš daugelio valstybių atvyksta tyrėjai, norintys pasinaudoti Vilniuje sukurta įranga. Vykdomi tyrimai kartu su bendraautoriais iš kitų valstybių. Apie kiekvienos komandos pasiekimus galima parašyti atskirus straipsnius. „Naują kvėpavimą“ jos įgavo, persikėlusios į naująjį Nacionalinio fizinių ir technologijos mokslų centro pastatą.