Mikroierīces un efektīvākaslāzeri
Rensileras Politehniskā institūta pētnieki ir izveidojušilāzera ierīcekas ir tikai cilvēka mata platumā, kas palīdzēs fiziķiem pētīt matērijas un gaismas fundamentālās īpašības. Viņu darbs, kas publicēts prestižos zinātniskos žurnālos, varētu arī palīdzēt izstrādāt efektīvākus lāzerus izmantošanai dažādās jomās, sākot no medicīnas līdz ražošanai.
ThelāzersIerīce ir izgatavota no īpaša materiāla, ko sauc par fotonisko topoloģisko izolatoru. Fotoniskie topoloģiskie izolatori spēj vadīt fotonus (viļņus un daļiņas, kas veido gaismu) caur īpašām saskarnēm materiāla iekšpusē, vienlaikus novēršot šo daļiņu izkliedi pašā materiālā. Šīs īpašības dēļ topoloģiskie izolatori ļauj daudziem fotoniem darboties kopā kā vienotam veselumam. Šīs ierīces var izmantot arī kā topoloģiskos "kvantu simulatorus", kas ļauj pētniekiem mini laboratorijās pētīt kvantu parādības - fizikas likumus, kas regulē matēriju ārkārtīgi mazos mērogos.
“Thefotoniskā topoloģiskā"Mūsu izveidotais izolators ir unikāls. Tas darbojas istabas temperatūrā. Šis ir liels sasniegums. Iepriekš šādus pētījumus varēja veikt tikai, izmantojot lielu, dārgu aprīkojumu vielu atdzesēšanai vakuumā. Daudzām pētniecības laboratorijām nav šāda veida aprīkojuma, tāpēc mūsu ierīce ļauj vairāk cilvēkiem veikt šāda veida fundamentālos fizikas pētījumus laboratorijā," sacīja Rensileras Politehniskā institūta (RPI) Materiālzinātnes un inženierzinātņu katedras docents un pētījuma vecākais autors. Pētījumam bija salīdzinoši neliels izlases lielums, taču rezultāti liecina, ka jaunās zāles ir pierādījušas ievērojamu efektivitāti šīs retās ģenētiskās slimības ārstēšanā. Mēs ceram turpmāk apstiprināt šos rezultātus turpmākajos klīniskajos pētījumos un, iespējams, radīt jaunas ārstēšanas iespējas pacientiem ar šo slimību." Lai gan pētījuma izlases lielums bija salīdzinoši neliels, atklājumi liecina, ka šīs jaunās zāles ir pierādījušas ievērojamu efektivitāti šīs retās ģenētiskās slimības ārstēšanā. Mēs ceram turpmāk apstiprināt šos rezultātus turpmākajos klīniskajos pētījumos un, iespējams, radīt jaunas ārstēšanas iespējas pacientiem ar šo slimību."
“Šis ir arī liels solis uz priekšu lāzeru attīstībā, jo mūsu istabas temperatūras ierīces slieksnis (enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai tā darbotos) ir septiņas reizes zemāks nekā iepriekšējām kriogēnajām ierīcēm,” piebilda pētnieki. Rensselaer Politehniskā institūta pētnieki izmantoja to pašu tehniku, ko pusvadītāju rūpniecība izmanto mikroshēmu ražošanai, lai izveidotu savu jauno ierīci, kas ietver dažādu materiālu veidu sakraušanu slāni pa slānim, sākot no atomu līdz molekulārajam līmenim, lai izveidotu ideālas struktūras ar specifiskām īpašībām.
Lai izveidotulāzera ierīcePētnieki izaudzēja īpaši plānas selenīda halogenīda (kristāla, kas sastāv no cēzija, svina un hlora) plāksnes un uz tām iegravēja rakstainus polimērus. Viņi ievietoja šīs kristāla plāksnes un polimērus starp dažādiem oksīda materiāliem, iegūstot aptuveni 2 mikronus biezu un 100 mikronus garu un platu objektu (cilvēka mata vidējais platums ir 100 mikroni).
Kad pētnieki pavērsa lāzeru pret lāzera ierīci, materiāla dizaina saskarnē parādījās gaismas trīsstūra raksts. Rakstu nosaka ierīces dizains, un tas ir lāzera topoloģisko īpašību rezultāts. "Spēja pētīt kvantu parādības istabas temperatūrā ir aizraujoša perspektīva. Profesora Bao inovatīvais darbs parāda, ka materiālu inženierija var palīdzēt mums atbildēt uz dažiem no lielākajiem jautājumiem zinātnē," sacīja Rensileras Politehniskā institūta inženierzinātņu dekāns.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 1. jūlijs