Мікрапрыборы і больш эфектыўныя лазеры

Мікра прылады і больш эфектыўныялазеры
Даследчыкі Політэхнічнага інстытута Rensselaer стварылі aлазерны апаратгэта ўсяго толькі шырыня чалавечага воласа, што дапаможа фізікам вывучыць фундаментальныя ўласцівасці матэрыі і святла. Іх працы, апублікаваныя ў прэстыжных навуковых часопісах, таксама могуць дапамагчы ў распрацоўцы больш эфектыўных лазераў для выкарыстання ў розных галінах - ад медыцыны да вытворчасці.


TheлазерПрылада зроблена з адмысловага матэрыялу, званага фатонным тапалагічным ізалятарам. Фатонныя тапалагічныя ізалятары здольныя накіроўваць фатоны (хвалі і часціцы, якія складаюць святло) праз спецыяльныя інтэрфейсы ўнутры матэрыялу, адначасова прадухіляючы рассейванне гэтых часціц у самім матэрыяле. Дзякуючы гэтай уласцівасці тапалагічныя ізалятары дазваляюць многім фатонам працаваць разам як адно цэлае. Гэтыя прылады таксама могуць быць выкарыстаны ў якасці тапалагічных «квантавых сімулятараў», якія дазваляюць даследчыкам вывучаць квантавыя з'явы - фізічныя законы, якія кіруюць матэрыяй у надзвычай малых маштабах - у міні-лабараторыях.
«Theфатонныя тапалагічныязроблены намі ізалятар унікальны. Ён працуе пры пакаёвай тэмпературы. Гэта сур'ёзны прарыў. Раней такія даследаванні можна было праводзіць толькі з выкарыстаннем вялікага дарагога абсталявання для астуджэння рэчываў у вакууме. У многіх даследчых ЛАБАРАТОРЫЯХ няма такога абсталявання, таму наша прылада дазваляе большай колькасці людзей праводзіць такія фундаментальныя фізічныя даследаванні ў лабараторыі, - сказаў дацэнт кафедры матэрыялазнаўства і інжынерыі Рэнселэрскага політэхнічнага інстытута (RPI). аўтар даследавання. Даследаванне мела адносна невялікі памер выбаркі, але вынікі сведчаць аб тым, што новы прэпарат паказаў значную эфектыўнасць у лячэнні гэтага рэдкага генетычнага захворвання. Мы з нецярпеннем чакаем далейшага пацверджання гэтых вынікаў у будучых клінічных выпрабаваннях і, магчыма, прывядзення да новых варыянтаў лячэння пацыентаў з гэтай хваробай». Хоць выбарка даследавання была адносна невялікай, вынікі сведчаць аб тым, што гэты новы прэпарат паказаў значную эфектыўнасць у лячэнні гэтага рэдкага генетычнага захворвання. Мы з нецярпеннем чакаем далейшага пацверджання гэтых вынікаў у будучых клінічных выпрабаваннях і, магчыма, прывядзення да новых варыянтаў лячэння пацыентаў з гэтай хваробай».
«Гэта таксама вялікі крок наперад у развіцці лазераў, таму што парог нашага прылады пры пакаёвай тэмпературы (колькасць энергіі, неабходнай для яго працы) у сем разоў ніжэй, чым у папярэдніх крыягенных прыладах», - дадалі даследчыкі. Даследчыкі Політэхнічнага інстытута Rensselaer выкарысталі тую ж тэхналогію, якая выкарыстоўваецца ў паўправадніковай прамысловасці для стварэння мікрачыпаў, каб стварыць сваю новую прыладу, якая прадугледжвае накладванне розных відаў матэрыялаў пласт за пластом, ад атамнага да малекулярнага ўзроўню, для стварэння ідэальных структур з пэўнымі ўласцівасцямі.
Каб зрабіцьлазернае прылада, даследчыкі вырасцілі звыштонкія пласціны з галагеніду селеніду (крышталь, які складаецца з цэзію, свінцу і хлору) і выгравіравалі на іх палімеры з малюнкам. Яны заціснулі гэтыя крышталічныя пласціны і палімеры паміж рознымі аксіднымі матэрыяламі, у выніку атрымаўшы аб'ект таўшчынёй каля 2 мікрон і 100 мікрон у даўжыню і шырыню (сярэдняя шырыня чалавечага воласа складае 100 мікрон).
Калі даследчыкі асвятлілі лазернае прылада лазерам, на інтэрфейсе матэрыяльнага дызайну з'явіўся святлівы трохкутны ўзор. Дыяграма вызначаецца канструкцыяй прылады і з'яўляецца вынікам тапалагічных характарыстык лазера. «Магчымасць вывучаць квантавыя з'явы пры пакаёвай тэмпературы - захапляльная перспектыва. Інавацыйная праца прафесара Бао паказвае, што матэрыялабудаванне можа дапамагчы нам адказаць на некаторыя з самых вялікіх пытанняў у навуцы». Сказаў інжынерны дэкан Політэхнічнага інстытута Рэнселара.


Час публікацыі: 1 ліпеня 2024 г