Mikroeszközök és hatékonyabbaklézerek
A Rensselaer Polytechnic Institute kutatói létrehoztak egylézeres eszközEz csupán egy emberi hajszál vastagsága, ami segíteni fog a fizikusoknak az anyag és a fény alapvető tulajdonságainak tanulmányozásában. Munkájuk, amely rangos tudományos folyóiratokban jelent meg, hatékonyabb lézerek fejlesztésében is segíthet, amelyeket az orvostudománytól a gyártásig számos területen lehetne felhasználni.
AlézerAz eszköz egy speciális anyagból, az úgynevezett fotonikus topológiai szigetelőből készül. A fotonikus topológiai szigetelők képesek a fotonokat (a fényt alkotó hullámokat és részecskéket) az anyagon belüli speciális interfészeken keresztül vezetni, miközben megakadályozzák, hogy ezek a részecskék szétszóródjanak magában az anyagban. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően a topológiai szigetelők lehetővé teszik, hogy sok foton egésszé működjön együtt. Ezek az eszközök topológiai „kvantumszimulátorként” is használhatók, lehetővé téve a kutatók számára, hogy mini-laboratóriumokban tanulmányozzák a kvantumjelenségeket – a fizikai törvényeket, amelyek az anyagot rendkívül kis léptékben szabályozzák.
"Afotonikus topológiai„Az általunk készített szigetelő egyedülálló. Szobahőmérsékleten működik. Ez egy jelentős áttörés. Korábban ilyen vizsgálatokat csak nagy, drága berendezésekkel lehetett elvégezni, amelyekkel anyagokat vákuumban hűtöttek. Sok kutatólaboratórium nem rendelkezik ilyen berendezéssel, így a mi eszközünk lehetővé teszi, hogy több ember végezzen ilyen jellegű alapfizikai kutatásokat a laboratóriumban” – mondta a Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) Anyagtudományi és Mérnöki Tanszékének adjunktusa és a tanulmány vezető szerzője. A tanulmány viszonylag kis mintán alapult, de az eredmények arra utalnak, hogy az új gyógyszer jelentős hatékonyságot mutatott ennek a ritka genetikai rendellenességnek a kezelésében. Várjuk, hogy ezeket az eredményeket a jövőbeni klinikai vizsgálatokban tovább validáljuk, és potenciálisan új kezelési lehetőségekhez jussunk az ebben a betegségben szenvedő betegek számára.” Bár a vizsgálat mintaelemszáma viszonylag kicsi volt, az eredmények arra utalnak, hogy ez az új gyógyszer jelentős hatékonyságot mutatott ennek a ritka genetikai rendellenességnek a kezelésében. Várjuk, hogy ezeket az eredményeket a jövőbeni klinikai vizsgálatokban tovább validáljuk, és potenciálisan új kezelési lehetőségekhez jussunk az ebben a betegségben szenvedő betegek számára.”
„Ez egy nagy előrelépés a lézerek fejlesztésében is, mivel a szobahőmérsékletű eszközünk küszöbértéke (a működéséhez szükséges energiamennyiség) hétszer alacsonyabb, mint a korábbi kriogén eszközöké” – tették hozzá a kutatók. A Rensselaer Polytechnic Institute kutatói ugyanazt a technikát alkalmazták, amelyet a félvezetőipar a mikrochipek gyártásához használ, hogy létrehozzák új eszközüket, amely során különböző anyagokat rétegről rétegre, az atomi szinttől a molekuláris szintig egymásra halmoznak, hogy ideális, specifikus tulajdonságokkal rendelkező struktúrákat hozzanak létre.
Ahhoz, hogy alézeres eszközA kutatók ultravékony szelenid-halogenid lemezeket (céziumból, ólomból és klórból álló kristályt) növesztettek, és mintázott polimereket marattak rájuk. Ezeket a kristálylemezeket és polimereket különféle oxid anyagok közé helyezték, így egy körülbelül 2 mikron vastag és 100 mikron hosszú és széles tárgyat hoztak létre (egy emberi haj átlagos szélessége 100 mikron).
Amikor a kutatók lézerrel irányították a lézerkészüléket, egy világító háromszögmintázat jelent meg az anyagtervezési felületen. A mintázatot az eszköz kialakítása határozza meg, és a lézer topológiai jellemzőinek eredménye. „Izgalmas kilátás nyílik a kvantumjelenségek szobahőmérsékleten történő tanulmányozására. Bao professzor innovatív munkája azt mutatja, hogy az anyagmérnöki munka segíthet megválaszolni a tudomány néhány legnagyobb kérdését” – mondta a Rensselaer Polytechnic Institute mérnöki dékánja.
Közzététel ideje: 2024. július 1.