Mikroenheter och mer effektivalasrar
Forskare från Rensselaer Polytechnic Institute har skapat enlaseranordningdet är bara bredden på ett mänskligt hårstrå, vilket kommer att hjälpa fysiker att studera de grundläggande egenskaperna hos materia och ljus. Deras arbete, publicerat i prestigefyllda vetenskapliga tidskrifter, skulle också kunna bidra till att utveckla mer effektiva lasrar för användning inom områden som sträcker sig från medicin till tillverkning.
Delaserenheten är gjord av ett speciellt material som kallas en fotonisk topologisk isolator. Fotoniska topologiska isolatorer kan leda fotoner (vågorna och partiklarna som utgör ljus) genom speciella gränssnitt inuti materialet, samtidigt som de förhindrar dessa partiklar från att spridas i själva materialet. På grund av denna egenskap gör topologiska isolatorer det möjligt för många fotoner att arbeta tillsammans som en helhet. Dessa enheter kan också användas som topologiska "kvantsimulatorer", vilket gör det möjligt för forskare att studera kvantfenomen - de fysiska lagarna som styr materia i extremt liten skala - i minilabb.
"Defotonisk topologiskisolator vi gjort är unik. Det fungerar i rumstemperatur. Detta är ett stort genombrott. Tidigare kunde sådana studier endast utföras med hjälp av stor, dyr utrustning för att kyla ämnen i vakuum. Många forsknings-LABS har inte den här typen av utrustning, så vår enhet gör det möjligt för fler människor att göra den här typen av grundläggande fysikforskning i labbet, säger Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) biträdande professor vid institutionen för materialvetenskap och teknik och senior författaren till studien. Studien hade en relativt liten provstorlek, men resultaten tyder på att det nya läkemedlet har visat betydande effekt vid behandling av denna sällsynta genetiska sjukdom. Vi ser fram emot att ytterligare validera dessa resultat i framtida kliniska prövningar och potentiellt leda till nya behandlingsalternativ för patienter med denna sjukdom." Även om provstorleken på studien var relativt liten, tyder resultaten på att detta nya läkemedel har visat betydande effekt vid behandling av denna sällsynta genetiska sjukdom. Vi ser fram emot att ytterligare validera dessa resultat i framtida kliniska prövningar och potentiellt leda till nya behandlingsalternativ för patienter med denna sjukdom."
"Detta är också ett stort steg framåt i utvecklingen av lasrar eftersom vår tröskel för rumstemperaturenheter (mängden energi som krävs för att få det att fungera) är sju gånger lägre än tidigare kryogena enheter," tillade forskarna. Forskarna vid Rensselaer Polytechnic Institute använde samma teknik som halvledarindustrin använde för att tillverka mikrochips för att skapa sin nya enhet, vilket innebär att man staplar olika typer av material lager för lager, från atomär till molekylär nivå, för att skapa idealiska strukturer med specifika egenskaper.
Att göralaseranordningodlade forskarna ultratunna plattor av selenidhalogenid (en kristall som består av cesium, bly och klor) och etsade mönstrade polymerer på dem. De placerade dessa kristallplattor och polymerer mellan olika oxidmaterial, vilket resulterade i ett föremål som var cirka 2 mikrometer tjockt och 100 mikrometer långt och brett (medelbredden på ett människohår är 100 mikrometer).
När forskarna sken med en laser mot laseranordningen dök ett lysande triangelmönster upp vid materialdesigngränssnittet. Mönstret bestäms av enhetens design och är resultatet av laserns topologiska egenskaper. ”Att kunna studera kvantfenomen i rumstemperatur är en spännande framtid. Professor Baos innovativa arbete visar att materialteknik kan hjälpa oss att svara på några av de största frågorna inom vetenskapen.” Rensselaer Polytechnic Institute ingenjörsdekan sa.
Posttid: 2024-01-01