Mikroenheder og mere effektive lasere

Mikroenheder og mere effektivelasere
Rensselaer Polytechnic Institute forskere har oprettet enlaserenhedDet er kun bredden af ​​et menneskehår, som vil hjælpe fysikere med at studere de grundlæggende egenskaber ved stof og lys. Deres arbejde, der er offentliggjort i prestigefyldte videnskabelige tidsskrifter, kunne også hjælpe med at udvikle mere effektive lasere til brug i områder, der spænder fra medicin til fremstilling.

DelaserEnheden er lavet af et specielt materiale kaldet en fotonisk topologisk isolator. Fotoniske topologiske isolatorer er i stand til at guide fotoner (bølgerne og partiklerne, der udgør lys) gennem specielle grænseflader inde i materialet, mens de forhindrer disse partikler i at sprede sig i selve materialet. På grund af denne egenskab gør det muligt for topologiske isolatorer mange fotoner at arbejde sammen som en helhed. Disse enheder kan også bruges som topologiske "kvantesimulatorer", der giver forskere mulighed for at studere kvantefænomener-de fysiske love, der styrer stof i ekstremt små skalaer-i mini-labs.
"DeFotonisk topologiskIsolator, vi lavede, er unik. Det fungerer ved stuetemperatur. Dette er et stort gennembrud. Tidligere kunne sådanne undersøgelser kun udføres ved hjælp af stort, dyrt udstyr til at afkøle stoffer i et vakuum. Mange forskningslaboratorier har ikke denne form for udstyr, så vores enhed gør det muligt for flere mennesker at udføre denne form for grundlæggende fysikforskning i laboratoriet, ”sagde Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) adjunkt i Institut for Material Science and Engineering og seniorforfatter af undersøgelsen. Undersøgelsen havde en relativt lille prøvestørrelse, men resultaterne antyder, at det nye lægemiddel har vist signifikant effektivitet til behandling af denne sjældne genetiske lidelse. Vi ser frem til yderligere validering af disse resultater i fremtidige kliniske forsøg og potentielt fører til nye behandlingsmuligheder for patienter med denne sygdom. ” Selvom prøvestørrelsen af ​​undersøgelsen var relativt lille, antyder resultaterne, at dette nye lægemiddel har vist signifikant effektivitet til behandling af denne sjældne genetiske lidelse. Vi ser frem til yderligere validering af disse resultater i fremtidige kliniske forsøg og potentielt fører til nye behandlingsmuligheder for patienter med denne sygdom. ”
”Dette er også et stort skridt fremad i udviklingen af ​​lasere, fordi vores rumtemperaturenhedsgrænse (mængden af ​​energi, der kræves for at få den til at fungere), er syv gange lavere end tidligere kryogene enheder,” tilføjede forskerne. Rensselaer Polytechnic Institute -forskere brugte den samme teknik, der blev brugt af halvlederindustrien til at fremstille mikrochips til at skabe deres nye enhed, som involverer stabling af forskellige slags materialelag for lag, fra atom til molekylært niveau, for at skabe ideelle strukturer med specifikke egenskaber.
At laveLasere -enhed, forskerne voksede ultratynde plader med selenidhalogenid (en krystal bestående af cæsium, bly og chlor) og ætsede mønstrede polymerer på dem. De klemte i disse krystalplader og polymerer mellem forskellige oxidmaterialer, hvilket resulterede i et objekt ca. 2 mikron tyk og 100 mikron langt og bredt (den gennemsnitlige bredde af et menneskehår er 100 mikron).
Da forskerne skinnede en laser på laserenheden, dukkede et lysende trekantmønster på materialesigngrænsefladen. Mønsteret bestemmes af enhedsdesignet og er resultatet af laserens topologiske egenskaber. ”At være i stand til at studere kvantefænomener ved stuetemperatur er et spændende udsigt. Professor Baos innovative arbejde viser, at Materials Engineering kan hjælpe os med at besvare nogle af de største spørgsmål inden for videnskab. ” Rensselaer Polytechnic Institute Engineering Dean sagde.