Mikrolaitteet ja tehokkaammat laserit

Mikrolaitteita ja tehokkaampialaserit
Rensselaer Polytechnic Instituten tutkijat ovat luoneet alaserlaitese on vain hiuksen leveys, mikä auttaa fyysikoita tutkimaan aineen ja valon perusominaisuuksia. Heidän työnsä, joka on julkaistu arvostetuissa tieteellisissä lehdissä, voisi myös auttaa kehittämään tehokkaampia lasereita käytettäväksi eri aloilla lääketieteestä valmistukseen.

Thelaserlaite on valmistettu erityisestä materiaalista, jota kutsutaan fotonitopologiseksi eristeeksi. Fotoniset topologiset eristimet pystyvät ohjaamaan fotoneja (valoa muodostavia aaltoja ja hiukkasia) materiaalin sisällä olevien erityisten rajapintojen kautta, estäen samalla näitä hiukkasia hajoamasta itse materiaaliin. Tämän ominaisuuden ansiosta topologiset eristimet mahdollistavat useiden fotonien työskentelyn yhdessä kokonaisuutena. Näitä laitteita voidaan käyttää myös topologisina "kvanttisimulaattoreina", jolloin tutkijat voivat tutkia kvanttiilmiöitä - fysikaalisia lakeja, jotka hallitsevat ainetta erittäin pienissä mittakaavassa - minilaboratorioissa.
"Thefotoninen topologinentekemämme eriste on ainutlaatuinen. Se toimii huoneenlämmössä. Tämä on suuri läpimurto. Aikaisemmin tällaisia ​​tutkimuksia voitiin tehdä vain suurilla, kalliilla laitteilla aineiden jäähdyttämiseksi tyhjiössä. Monilla tutkimuslaboratorioilla ei ole tällaisia ​​laitteita, joten laitteemme mahdollistaa useammille ihmisille tämän kaltaisen fysiikan perustutkimuksen laboratoriossa", sanoi Rensselaer Polytechnic Instituten (RPI) materiaalitieteen ja tekniikan laitoksen apulaisprofessori ja vanhempi tutkimuksen kirjoittaja. Tutkimuksessa oli suhteellisen pieni otoskoko, mutta tulokset viittaavat siihen, että uusi lääke on osoittanut merkittävää tehoa tämän harvinaisen geneettisen sairauden hoidossa. Odotamme innolla näiden tulosten vahvistamista tulevissa kliinisissä tutkimuksissa ja mahdollisesti uusia hoitovaihtoehtoja tätä tautia sairastaville potilaille." Vaikka tutkimuksen otoskoko oli suhteellisen pieni, havainnot viittaavat siihen, että tämä uusi lääke on osoittanut merkittävää tehoa tämän harvinaisen geneettisen sairauden hoidossa. Odotamme innolla näiden tulosten vahvistamista tulevissa kliinisissä tutkimuksissa ja mahdollisesti uusia hoitovaihtoehtoja tätä tautia sairastaville potilaille."
"Tämä on myös iso askel eteenpäin lasereiden kehityksessä, koska huonelämpötilamme laitekynnys (sen toimimiseen tarvittava energiamäärä) on seitsemän kertaa pienempi kuin aiemmissa kryogeenisissa laitteissa", tutkijat lisäsivät. Rensselaer Polytechnic Instituten tutkijat käyttivät samaa tekniikkaa, jota puolijohdeteollisuus käyttää mikrosirujen valmistukseen uuden laitteensa luomiseksi, mikä tarkoittaa, että erilaisia ​​materiaaleja pinotaan kerros kerrokselta atomitasolta molekyylitasolle, jotta voidaan luoda ihanteellisia rakenteita, joilla on tietyt ominaisuudet.
Jottalaserlaite, tutkijat kasvattivat ultraohuita selenidihalogenidilevyjä (cesiumista, lyijystä ja kloorista koostuva kide) ja syövyttivät niihin kuvioituja polymeerejä. He asettivat nämä kidelevyt ja polymeerit erilaisten oksidimateriaalien väliin, jolloin tuloksena oli noin 2 mikronia paksu ja 100 mikronia pitkä ja leveä esine (ihmisen hiuksen keskimääräinen leveys on 100 mikronia).
Kun tutkijat heijastivat laseria laserlaitteeseen, materiaalisuunnittelun käyttöliittymään ilmestyi valoisa kolmiokuvio. Kuvio määräytyy laitteen suunnittelun mukaan, ja se on tulosta laserin topologisista ominaisuuksista. "Mahdollisuus tutkia kvanttiilmiöitä huoneenlämmössä on jännittävä mahdollisuus. Professori Baon innovatiivinen työ osoittaa, että materiaalitekniikka voi auttaa meitä vastaamaan joihinkin tieteen suurimmista kysymyksistä. Rensselaer Polytechnic Instituten insinööridekaani sanoi.