Микро устройства и по-ефективнилазери
Изследователи от Политехническия институт Ренселер са създалилазерно устройствотова е само ширината на човешки косъм, което ще помогне на физиците да изучават фундаменталните свойства на материята и светлината. Тяхната работа, публикувана в престижни научни списания, би могла да помогне и за разработването на по-ефективни лазери за използване в области, вариращи от медицината до производството.
TheлазерУстройството е изработено от специален материал, наречен фотонен топологичен изолатор. Фотонните топологични изолатори са способни да насочват фотоните (вълните и частиците, които изграждат светлината) през специални интерфейси вътре в материала, като същевременно предотвратяват разсейването на тези частици в самия материал. Поради това свойство топологичните изолатори позволяват на много фотони да работят заедно като едно цяло. Тези устройства могат да се използват и като топологични „квантови симулатори“, позволяващи на изследователите да изучават квантови явления – физичните закони, които управляват материята в изключително малки мащаби – в мини-лаборатории.
„Вфотонна топологична„Изолаторът, който направихме, е уникален. Той работи при стайна температура. Това е голям пробив. Преди това подобни изследвания можеха да се провеждат само с помощта на голямо и скъпо оборудване за охлаждане на вещества във вакуум. Много изследователски лаборатории не разполагат с такъв вид оборудване, така че нашето устройство позволява на повече хора да правят този вид фундаментални физични изследвания в лабораторията“, каза доцентът в Политехническия институт Ренселер (RPI) в катедра „Материалознание и инженерство“ и старши автор на изследването. Изследването е проведено с относително малка извадка, но резултатите показват, че новото лекарство е показало значителна ефикасност при лечението на това рядко генетично заболяване. Очакваме с нетърпение да потвърдим допълнително тези резултати в бъдещи клинични изпитвания и потенциално да доведем до нови възможности за лечение на пациенти с това заболяване.“ Въпреки че размерът на извадката в изследването е сравнително малък, резултатите показват, че това ново лекарство е показало значителна ефикасност при лечението на това рядко генетично заболяване. Очакваме с нетърпение да потвърдим допълнително тези резултати в бъдещи клинични изпитвания и потенциално да доведем до нови възможности за лечение на пациенти с това заболяване.
„Това е и голяма крачка напред в разработването на лазери, защото прагът на нашето устройство при стайна температура (количеството енергия, необходимо за работата му) е седем пъти по-нисък от предишните криогенни устройства“, добавиха изследователите. Изследователите от Политехническия институт Ренселер са използвали същата техника, използвана от полупроводниковата индустрия за производство на микрочипове, за да създадат новото си устройство, което включва подреждане на различни видове материали слой по слой, от атомно до молекулярно ниво, за да се създадат идеални структури със специфични свойства.
За да се направилазерно устройство, изследователите отгледали ултратънки пластини от селенид халид (кристал, съставен от цезий, олово и хлор) и ецнали върху тях шарени полимери. Те поставили тези кристални пластини и полимери между различни оксидни материали, което довело до образуването на обект с дебелина около 2 микрона и дължина и ширина 100 микрона (средната ширина на човешки косъм е 100 микрона).
Когато изследователите насочиха лазер към лазерното устройство, на интерфейса на материалния дизайн се появи светещ триъгълен модел. Моделът се определя от дизайна на устройството и е резултат от топологичните характеристики на лазера. „Възможността да изучаваме квантови явления при стайна температура е вълнуваща перспектива. Иновативната работа на професор Бао показва, че материалознанието може да ни помогне да отговорим на някои от най-големите въпроси в науката“, каза деканът на инженерния отдел на Политехническия институт Ренселер.
Време на публикуване: 01 юли 2024 г.