Mikroenheder og mere effektive lasere

Mikroenheder og mere effektivelasere
Forskere fra Rensselaer Polytekniske Institut har skabt enlaserenheddet er kun bredden af ​​et menneskehår, hvilket vil hjælpe fysikere med at studere de grundlæggende egenskaber af stof og lys. Deres arbejde, offentliggjort i prestigefyldte videnskabelige tidsskrifter, kunne også hjælpe med at udvikle mere effektive lasere til brug inden for områder lige fra medicin til fremstilling.

Delaserenheden er lavet af et specielt materiale kaldet en fotonisk topologisk isolator. Fotoniske topologiske isolatorer er i stand til at lede fotoner (de bølger og partikler, der udgør lys) gennem specielle grænseflader inde i materialet, mens de forhindrer disse partikler i at spredes i selve materialet. På grund af denne egenskab gør topologiske isolatorer det muligt for mange fotoner at arbejde sammen som en helhed. Disse enheder kan også bruges som topologiske "kvantesimulatorer", hvilket giver forskere mulighed for at studere kvantefænomener - de fysiske love, der styrer stof i ekstremt små skalaer - i mini-laboratorier.
"Defotonisk topologiskisolator vi lavede er unik. Det virker ved stuetemperatur. Dette er et stort gennembrud. Tidligere kunne sådanne undersøgelser kun udføres med stort, dyrt udstyr til at køle stoffer i et vakuum. Mange forsknings-LABS har ikke denne form for udstyr, så vores enhed gør det muligt for flere mennesker at udføre denne form for grundlæggende fysikforskning i laboratoriet, siger Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) adjunkt ved Institut for Materialevidenskab og Engineering og senior forfatter til undersøgelsen. Undersøgelsen havde en relativt lille stikprøvestørrelse, men resultaterne tyder på, at det nye lægemiddel har vist betydelig effektivitet til behandling af denne sjældne genetiske lidelse. Vi ser frem til yderligere at validere disse resultater i fremtidige kliniske forsøg og potentielt føre til nye behandlingsmuligheder for patienter med denne sygdom." Selvom prøvestørrelsen af ​​undersøgelsen var relativt lille, tyder resultaterne på, at dette nye lægemiddel har vist betydelig effektivitet i behandlingen af ​​denne sjældne genetiske lidelse. Vi ser frem til yderligere at validere disse resultater i fremtidige kliniske forsøg og potentielt føre til nye behandlingsmuligheder for patienter med denne sygdom."
"Dette er også et stort skridt fremad i udviklingen af ​​lasere, fordi vores tærskelværdi for rumtemperaturenheder (den mængde energi, der kræves for at få det til at fungere) er syv gange lavere end tidligere kryogene enheder," tilføjede forskerne. Forskere fra Rensselaer Polytechnic Institute brugte den samme teknik, som halvlederindustrien brugte til at lave mikrochips til at skabe deres nye enhed, som involverer stabling af forskellige slags materialer lag for lag, fra atom- til molekylært niveau, for at skabe ideelle strukturer med specifikke egenskaber.
At lavelaserenhed, dyrkede forskerne ultratynde plader af selenidhalogenid (en krystal bestående af cæsium, bly og klor) og ætset mønstrede polymerer på dem. De lagde disse krystalplader og polymerer i klemme mellem forskellige oxidmaterialer, hvilket resulterede i en genstand på omkring 2 mikron tyk og 100 mikron lang og bred (gennemsnitsbredden af ​​et menneskehår er 100 mikrometer).
Da forskerne lyste en laser på laserenheden, dukkede et lysende trekantmønster op ved materialedesigngrænsefladen. Mønsteret bestemmes af enhedens design og er resultatet af laserens topologiske karakteristika. ”At kunne studere kvantefænomener ved stuetemperatur er et spændende perspektiv. Professor Baos innovative arbejde viser, at materialeteknik kan hjælpe os med at besvare nogle af de største spørgsmål inden for videnskab." Rensselaer Polytechnic Institute ingeniørdekan sagde.