Мікропристрої та більш ефективнілазери
Дослідники Політехнічного інституту Rensselaer створили aлазерний пристрійце лише ширина людської волосини, що допоможе фізикам вивчити фундаментальні властивості матерії та світла. Їхня робота, опублікована в престижних наукових журналах, також може допомогти розробити більш ефективні лазери для використання в різних галузях від медицини до виробництва.
Theлазерпристрій виготовлено зі спеціального матеріалу, який називається фотонним топологічним ізолятором. Фотонні топологічні ізолятори здатні направляти фотони (хвилі та частинки, що утворюють світло) через спеціальні інтерфейси всередині матеріалу, одночасно запобігаючи розсіюванню цих частинок у самому матеріалі. Завдяки цій властивості топологічні ізолятори дозволяють багатьом фотонам працювати разом як одне ціле. Ці пристрої також можна використовувати як топологічні «квантові симулятори», що дозволяє дослідникам вивчати квантові явища – фізичні закони, які керують матерією в надзвичайно малих масштабах – у міні-лабораторіях.
«Theфотонні топологічнізроблений нами ізолятор унікальний. Діє при кімнатній температурі. Це великий прорив. Раніше такі дослідження можна було проводити лише за допомогою великого дорогого обладнання для охолодження речовин у вакуумі. У багатьох дослідницьких ЛАБОРАТОРІЯХ немає такого обладнання, тому наш пристрій дозволяє більшій кількості людей проводити такі фундаментальні дослідження фізики в лабораторії», – сказав доцент кафедри матеріалознавства та інженерії Політехнічного інституту Ренсселера (RPI) і старший автор дослідження. Дослідження мало відносно невеликий розмір вибірки, але результати свідчать про те, що новий препарат продемонстрував значну ефективність у лікуванні цього рідкісного генетичного захворювання. Ми з нетерпінням чекаємо на подальше підтвердження цих результатів у майбутніх клінічних випробуваннях і, можливо, призведе до нових варіантів лікування пацієнтів із цим захворюванням». Хоча розмір вибірки дослідження був відносно невеликим, результати свідчать про те, що цей новий препарат показав значну ефективність у лікуванні цього рідкісного генетичного захворювання. Ми з нетерпінням чекаємо на подальше підтвердження цих результатів у майбутніх клінічних випробуваннях і, можливо, призведе до нових варіантів лікування пацієнтів із цим захворюванням».
«Це також великий крок вперед у розвитку лазерів, тому що поріг роботи нашого пристрою при кімнатній температурі (кількість енергії, необхідної для його роботи) у сім разів нижчий, ніж у попередніх кріогенних пристроїв», — додали дослідники. Дослідники Політехнічного інституту Rensselaer використали ту саму техніку, що використовується в напівпровідниковій промисловості для виготовлення мікрочіпів, щоб створити свій новий пристрій, який передбачає укладання різних видів матеріалів шар за шаром, від атомного до молекулярного рівня, для створення ідеальних структур із певними властивостями.
Щоб зробитилазерний пристрій, дослідники виростили надтонкі пластини галогеніду селеніду (кристал, що складається з цезію, свинцю та хлору) і витравили на них полімери з візерунками. Вони затиснули ці кристалічні пластини та полімери між різними оксидними матеріалами, в результаті чого вийшов об’єкт товщиною близько 2 мікрон, довжиною та шириною 100 мікрон (середня ширина людської волосини становить 100 мікрон).
Коли дослідники посвітили лазером на лазерний пристрій, на інтерфейсі матеріального дизайну з’явився сяючий візерунок трикутника. Шаблон визначається конструкцією пристрою і є результатом топологічних характеристик лазера. «Можливість вивчати квантові явища при кімнатній температурі є захоплюючою перспективою. Інноваційна робота професора Бао показує, що інженерія матеріалів може допомогти нам відповісти на деякі з найбільших питань науки». Про це заявив декан інженерної роботи Політехнічного інституту Ренсселера.
Час публікації: 01 липня 2024 р