Dyfeisiau micro a laserau mwy effeithlon

Dyfeisiau micro ac yn fwy effeithlonlaserau
Mae ymchwilwyr Sefydliad Polytechnig Rensselaer wedi creu aDyfais LaserDim ond lled gwallt dynol yw hynny, a fydd yn helpu ffisegwyr i astudio priodweddau sylfaenol mater a golau. Gallai eu gwaith, a gyhoeddwyd mewn cyfnodolion gwyddonol mawreddog, hefyd helpu i ddatblygu laserau mwy effeithlon i'w defnyddio mewn meysydd sy'n amrywio o feddyginiaeth i weithgynhyrchu.

YlaserGwneir y ddyfais o ddeunydd arbennig o'r enw ynysydd topolegol ffotonig. Mae ynysyddion topolegol ffotonig yn gallu tywys ffotonau (y tonnau a'r gronynnau sy'n gwneud golau) trwy ryngwynebau arbennig y tu mewn i'r deunydd, wrth atal y gronynnau hyn rhag gwasgaru yn y deunydd ei hun. Oherwydd yr eiddo hwn, mae ynysyddion topolegol yn galluogi llawer o ffotonau i weithio gyda'i gilydd yn eu cyfanrwydd. Gellir defnyddio'r dyfeisiau hyn hefyd fel “efelychwyr cwantwm topolegol,” sy'n caniatáu i ymchwilwyr astudio ffenomenau cwantwm-y deddfau corfforol sy'n llywodraethu o bwys ar raddfeydd bach iawn-mewn labordiau bach.
“Ytopolegol ffotonigMae ynysydd a wnaethom yn unigryw. Mae'n gweithio ar dymheredd yr ystafell. Mae hwn yn ddatblygiad mawr. Yn flaenorol, dim ond gan ddefnyddio offer mawr, drud i oeri sylweddau mewn gwactod y gellid cynnal astudiaethau o'r fath. Nid oes gan lawer o labordai ymchwil y math hwn o offer, felly mae ein dyfais yn galluogi mwy o bobl i wneud y math hwn o ymchwil ffiseg sylfaenol yn y labordy, ”meddai Athro Cynorthwyol Sefydliad Polytechnig Rensselaer (RPI) yn yr Adran Gwyddoniaeth Deunyddiau a Pheirianneg ac Uwch Awdur yr astudiaeth. Roedd gan yr astudiaeth faint sampl cymharol fach, ond mae'r canlyniadau'n awgrymu bod y cyffur newydd wedi dangos effeithiolrwydd sylweddol wrth drin yr anhwylder genetig prin hwn. Rydym yn edrych ymlaen at ddilysu'r canlyniadau hyn ymhellach mewn treialon clinigol yn y dyfodol ac o bosibl arwain at opsiynau triniaeth newydd i gleifion â'r afiechyd hwn. ” Er bod maint sampl yr astudiaeth yn gymharol fach, mae'r canfyddiadau'n awgrymu bod y cyffur newydd hwn wedi dangos effeithiolrwydd sylweddol wrth drin yr anhwylder genetig prin hwn. Rydym yn edrych ymlaen at ddilysu'r canlyniadau hyn ymhellach mewn treialon clinigol yn y dyfodol ac o bosibl arwain at opsiynau triniaeth newydd i gleifion â'r afiechyd hwn. ”
“Mae hwn hefyd yn gam mawr ymlaen yn natblygiad laserau oherwydd bod ein trothwy dyfais tymheredd ystafell (faint o egni sydd ei angen i wneud iddo weithio) saith gwaith yn is na dyfeisiau cryogenig blaenorol,” ychwanegodd yr ymchwilwyr. Defnyddiodd ymchwilwyr Sefydliad Polytechnig Rensselaer yr un dechneg a ddefnyddiwyd gan y diwydiant lled -ddargludyddion i wneud microsglodion i greu eu dyfais newydd, sy'n cynnwys pentyrru gwahanol fathau o ddeunyddiau haen fesul haen, o'r lefel atomig i lefel foleciwlaidd, i greu strwythurau delfrydol â phriodweddau penodol.
I wneud ydyfais laserau, Tyfodd yr ymchwilwyr blatiau ultra-denau o halid selenide (grisial sy'n cynnwys cesiwm, plwm a chlorin) a pholymerau patrymog ysgythrog arnynt. Fe wnaethant dywodio'r platiau a'r polymerau grisial hyn rhwng deunyddiau ocsid amrywiol, gan arwain at wrthrych tua 2 ficron o drwch a 100 micron o hyd ac o led (lled gwallt dynol ar gyfartaledd yw 100 micron).
Pan ddisgleiriodd yr ymchwilwyr laser yn y ddyfais laserau, ymddangosodd patrwm triongl goleuol wrth y rhyngwyneb dylunio deunydd. Mae'r patrwm yn cael ei bennu gan ddyluniad y ddyfais ac mae'n ganlyniad nodweddion topolegol y laser. “Mae gallu astudio ffenomenau cwantwm ar dymheredd ystafell yn obaith cyffrous. Mae gwaith arloesol yr Athro Bao yn dangos y gall peirianneg deunyddiau ein helpu i ateb rhai o'r cwestiynau mwyaf mewn gwyddoniaeth. ” Dywedodd Dean Peirianneg Sefydliad Polytechnig Rensselaer.