Мікрапрылады і больш эфектыўныялазеры
Даследчыкі з Рэнселерскага політэхнічнага інстытута стварылілазерная прыладагэта толькі таўшчыня чалавечага воласа, што дапаможа фізікам вывучаць фундаментальныя ўласцівасці матэрыі і святла. Іх праца, апублікаваная ў прэстыжных навуковых часопісах, таксама можа дапамагчы ў распрацоўцы больш эфектыўных лазераў для выкарыстання ў розных галінах — ад медыцыны да вытворчасці.
ГэтылазерПрылада выраблена са спецыяльнага матэрыялу, які называецца фатонным тапалагічным ізалятарам. Фатонныя тапалагічныя ізалятары здольныя праводзіць фатоны (хвалі і часціцы, з якіх складаецца святло) праз спецыяльныя інтэрфейсы ўнутры матэрыялу, прадухіляючы рассейванне гэтых часціц у самым матэрыяле. Дзякуючы гэтай уласцівасці тапалагічныя ізалятары дазваляюць многім фатонам працаваць разам як адзінае цэлае. Гэтыя прылады таксама можна выкарыстоўваць у якасці тапалагічных «квантавых сімулятараў», якія дазваляюць даследчыкам вывучаць квантавыя з'явы — фізічныя законы, якія кіруюць матэрыяй у надзвычай малых маштабах — у міні-лабараторыях.
«Гэтыфатонны тапалагічны«Ізалятар, які мы стварылі, унікальны. Ён працуе пры пакаёвай тэмпературы. Гэта вялікі прарыў. Раней такія даследаванні маглі праводзіцца толькі з выкарыстаннем вялікага і дарагога абсталявання для астуджэння рэчываў у вакууме. У многіх даследчых лабараторыях няма такога абсталявання, таму наша прылада дазваляе большай колькасці людзей праводзіць такія фундаментальныя даследаванні ў галіне фізікі ў лабараторыі», — сказаў дацэнт кафедры матэрыялазнаўства і інжынерыі Політэхнічнага інстытута Рэнселаера (RPI) і старэйшы аўтар даследавання. У даследаванні ўдзельнічала адносна невялікая выбарка, але вынікі сведчаць аб тым, што новы прэпарат прадэманстраваў значную эфектыўнасць у лячэнні гэтага рэдкага генетычнага захворвання. Мы з нецярпеннем чакаем далейшага пацверджання гэтых вынікаў у будучых клінічных выпрабаваннях і, магчыма, прывядзе да новых варыянтаў лячэння пацыентаў з гэтым захворваннем. Нягледзячы на тое, што памер выбаркі ў даследаванні быў адносна невялікім, вынікі сведчаць аб тым, што гэты новы прэпарат прадэманстраваў значную эфектыўнасць у лячэнні гэтага рэдкага генетычнага захворвання. Мы з нецярпеннем чакаем далейшага пацверджання гэтых вынікаў у будучых клінічных выпрабаваннях і, магчыма, да новых варыянтаў лячэння пацыентаў з гэтым захворваннем.
«Гэта таксама вялікі крок наперад у развіцці лазераў, таму што парог працы нашай прылады пры пакаёвай тэмпературы (колькасць энергіі, неабходнай для яе працы) у сем разоў ніжэйшы, чым у папярэдніх крыягенных прылад», — дадалі даследчыкі. Даследчыкі з Політэхнічнага інстытута Рэнселаера выкарысталі тую ж тэхніку, што і ў паўправадніковай прамысловасці для стварэння мікрачыпаў, каб стварыць сваю новую прыладу, якая прадугледжвае нанясенне розных відаў матэрыялаў пласт за пластом, ад атамнага да малекулярнага ўзроўню, для стварэння ідэальных структур з пэўнымі ўласцівасцямі.
Каб зрабіцьлазерная прыладаДаследчыкі вырасцілі ультратонкія пласціны галагеніду селеніду (крышталя, які складаецца з цэзію, свінцу і хлору) і вытравілі на іх узорныя палімеры. Яны змясцілі гэтыя крышталічныя пласціны і палімеры паміж рознымі аксіднымі матэрыяламі, у выніку чаго атрымаўся аб'ект таўшчынёй каля 2 мікронаў і даўжынёй і шырынёй 100 мікронаў (сярэдняя шырыня чалавечага воласа складае 100 мікронаў).
Калі даследчыкі накіравалі лазер на лазерную прыладу, на мяжы матэрыяльнага дызайну з'явіўся святлівы трохкутны ўзор. Гэты ўзор вызначаецца канструкцыяй прылады і з'яўляецца вынікам тапалагічных характарыстык лазера. «Магчымасць вывучаць квантавыя з'явы пры пакаёвай тэмпературы — гэта захапляльная перспектыва. Інавацыйная праца прафесара Бао паказвае, што матэрыялазнаўства можа дапамагчы нам адказаць на некаторыя з самых важных пытанняў у навуцы», — сказаў дэкан інжынернага факультэта Політэхнічнага інстытута Рэнселаера.
Час публікацыі: 1 ліпеня 2024 г.