Mikrogeräte und effizientere Laser

Mikrogeräte und effizienterLaser
Forscher des Rensselaer Polytechnic Institute haben eine erstelltLasergerätDas ist nur die Breite eines menschlichen Haares, was Physikern helfen wird, die grundlegenden Eigenschaften von Materie und Licht zu untersuchen. Ihre in renommierten wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlichten Arbeiten könnten auch dazu beitragen, effizientere Laser für den Einsatz in Bereichen von der Medizin bis zur Fertigung zu entwickeln.

DerLaserDas Gerät besteht aus einem speziellen Material, das als photonischer topologischer Isolator bezeichnet wird. Photonische topologische Isolatoren sind in der Lage, Photonen (die Wellen und Teilchen, aus denen Licht besteht) durch spezielle Grenzflächen im Inneren des Materials zu leiten und gleichzeitig zu verhindern, dass diese Teilchen im Material selbst gestreut werden. Aufgrund dieser Eigenschaft ermöglichen topologische Isolatoren die Zusammenarbeit vieler Photonen als Ganzes. Diese Geräte können auch als topologische „Quantensimulatoren“ verwendet werden, sodass Forscher Quantenphänomene – die physikalischen Gesetze, die Materie in extrem kleinen Maßstäben regeln – in Minilaboren untersuchen können.
"Derphotonische TopologieDer von uns hergestellte Isolator ist einzigartig. Es funktioniert bei Raumtemperatur. Das ist ein großer Durchbruch. Bisher konnten solche Untersuchungen nur mit großen, teuren Geräten zur Kühlung von Substanzen im Vakuum durchgeführt werden. Viele Forschungslabore verfügen nicht über diese Art von Ausrüstung, daher ermöglicht unser Gerät mehr Menschen, diese Art grundlegender physikalischer Forschung im Labor durchzuführen“, sagte Assistenzprofessor am Department of Materials Science and Engineering und Senior des Rensselaer Polytechnic Institute (RPI). Autor der Studie. Die Studie umfasste eine relativ kleine Stichprobengröße, aber die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das neuartige Medikament eine signifikante Wirksamkeit bei der Behandlung dieser seltenen genetischen Störung gezeigt hat. Wir freuen uns darauf, diese Ergebnisse in zukünftigen klinischen Studien weiter zu validieren und möglicherweise zu neuen Behandlungsmöglichkeiten für Patienten mit dieser Krankheit zu führen.“ Obwohl die Stichprobengröße der Studie relativ klein war, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass dieses neuartige Medikament eine signifikante Wirksamkeit bei der Behandlung dieser seltenen genetischen Störung gezeigt hat. Wir freuen uns darauf, diese Ergebnisse in zukünftigen klinischen Studien weiter zu validieren und möglicherweise zu neuen Behandlungsmöglichkeiten für Patienten mit dieser Krankheit zu führen.“
„Dies ist auch ein großer Fortschritt in der Entwicklung von Lasern, da der Schwellenwert unserer Geräte bei Raumtemperatur (die Energiemenge, die erforderlich ist, damit sie funktionieren) siebenmal niedriger ist als bei früheren kryogenen Geräten“, fügten die Forscher hinzu. Die Forscher des Rensselaer Polytechnic Institute verwendeten für die Herstellung ihres neuen Geräts dieselbe Technik, die auch die Halbleiterindustrie zur Herstellung von Mikrochips verwendet. Dabei werden verschiedene Arten von Materialien Schicht für Schicht gestapelt, von der atomaren bis zur molekularen Ebene, um ideale Strukturen mit spezifischen Eigenschaften zu schaffen.
Um das zu machenLasergerätzüchteten die Forscher ultradünne Platten aus Selenidhalogenid (einem Kristall aus Cäsium, Blei und Chlor) und ätzten darauf gemusterte Polymere. Sie platzierten diese Kristallplatten und Polymere zwischen verschiedenen Oxidmaterialien, was zu einem Objekt mit einer Dicke von etwa 2 Mikrometern und einer Länge und Breite von 100 Mikrometern führte (die durchschnittliche Breite eines menschlichen Haares beträgt 100 Mikrometer).
Als die Forscher einen Laser auf das Lasergerät richteten, erschien an der Materialdesign-Schnittstelle ein leuchtendes Dreiecksmuster. Das Muster wird durch das Gerätedesign bestimmt und ist das Ergebnis der topologischen Eigenschaften des Lasers. „Die Möglichkeit, Quantenphänomene bei Raumtemperatur untersuchen zu können, ist eine aufregende Aussicht. Die innovative Arbeit von Professor Bao zeigt, dass die Werkstofftechnik uns dabei helfen kann, einige der größten Fragen der Wissenschaft zu beantworten.“ sagte der Dekan für Ingenieurwesen des Rensselaer Polytechnic Institute.