Micro -apparaten en efficiënterlasers
Rensselaer Polytechnic Institute -onderzoekers hebben eenlaserapparaatDat is slechts de breedte van een menselijk haar, dat natuurkundigen zal helpen de fundamentele eigenschappen van materie en licht te bestuderen. Hun werk, gepubliceerd in prestigieuze wetenschappelijke tijdschriften, kan ook helpen bij het ontwikkelen van efficiëntere lasers voor gebruik in velden, variërend van medicijnen tot productie.
DelaserApparaat is gemaakt van een speciaal materiaal dat een fotonische topologische isolator wordt genoemd. Fotonische topologische isolatoren kunnen fotonen leiden (de golven en deeltjes die licht vormen) door speciale interfaces in het materiaal, terwijl deze deeltjes voorkomen dat deze deeltjes zich verspreiden in het materiaal zelf. Vanwege deze eigenschap kunnen topologische isolatoren veel fotonen als geheel samenwerken. Deze apparaten kunnen ook worden gebruikt als topologische 'kwantumsimulatoren', waardoor onderzoekers kwantumfenomenen kunnen bestuderen-de fysieke wetten die van belang zijn op extreem kleine schalen-in mini-labs.
"Defotonisch topologischIsolator die we hebben gemaakt is uniek. Het werkt op kamertemperatuur. Dit is een grote doorbraak. Eerder konden dergelijke onderzoeken alleen worden uitgevoerd met behulp van grote, dure apparatuur om stoffen in een vacuüm te koelen. Veel onderzoekslaboratoria hebben niet dit soort apparatuur, dus ons apparaat stelt meer mensen in staat om dit soort fundamentele fysica -onderzoek in het lab te doen, "zei Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) assistent -professor in de afdeling Materials Science and Engineering en Senior Author of the Study. De studie had een relatief kleine steekproefomvang, maar de resultaten suggereren dat het nieuwe medicijn een significante werkzaamheid heeft aangetoond bij de behandeling van deze zeldzame genetische aandoening. We kijken ernaar uit om deze resultaten verder te valideren in toekomstige klinische onderzoeken en mogelijk te leiden tot nieuwe behandelingsopties voor patiënten met deze ziekte. ” Hoewel de steekproefgrootte van de studie relatief klein was, suggereren de bevindingen dat dit nieuwe medicijn een significante werkzaamheid heeft aangetoond bij de behandeling van deze zeldzame genetische aandoening. We kijken ernaar uit om deze resultaten verder te valideren in toekomstige klinische onderzoeken en mogelijk te leiden tot nieuwe behandelingsopties voor patiënten met deze ziekte. ”
"Dit is ook een grote stap voorwaarts in de ontwikkeling van lasers omdat onze roomtemperatuurapparaatdrempel (de hoeveelheid energie die nodig is om het te laten werken) zeven keer lager is dan eerdere cryogene apparaten," voegden de onderzoekers toe. De onderzoekers van Rensselaer Polytechnic Institute gebruikten dezelfde techniek die door de halfgeleiderindustrie werd gebruikt om microchips te maken om hun nieuwe apparaat te maken, waarbij verschillende soorten materiaallaag op laag worden gestapeld, van het atoom tot moleculair niveau, om ideale structuren te creëren met specifieke eigenschappen.
Om deLasers -apparaat, de onderzoekers groeiden ultradunne platen van selenidegalogenide (een kristal bestaande uit cesium, lood en chloor) en geëtst polymeren met patroon geëtst. Ze hebben deze kristalplaten en polymeren tussen verschillende oxidematerialen ingeklemd, wat resulteerde in een object van ongeveer 2 micron dik en 100 micron lang en breed (de gemiddelde breedte van een menselijk haar is 100 micron).
Toen de onderzoekers een laser schenen bij het Lasers -apparaat, verscheen een lichtgevend driehoekspatroon op de materiaalontwerpinterface. Het patroon wordt bepaald door het apparaatontwerp en is het resultaat van de topologische kenmerken van de laser. “In staat zijn om kwantumfenomenen te bestuderen bij kamertemperatuur is een opwindend vooruitzicht. Het innovatieve werk van professor Bao laat zien dat materiaaltechniek ons kan helpen enkele van de grootste vragen in de wetenschap te beantwoorden. ” Rensselaer Polytechnic Institute Engineering Dean.
Posttijd: JUL-01-2024