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 o fri, hefyd helpu i ddatblygu laserau mwy effeithlon i'w defnyddio mewn meysydd sy'n amrywio o feddygaeth i weithgynhyrchu.
Mae'rlaserdyfais wedi'i gwneud o ddeunydd arbennig a elwir yn ynysydd topolegol ffotonig. Mae ynysyddion topolegol ffotonig yn gallu arwain ffotonau (y tonnau a'r gronynnau sy'n ffurfio golau) trwy ryngwynebau arbennig y tu mewn i'r deunydd, tra'n 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, gan ganiatáu i ymchwilwyr astudio ffenomenau cwantwm - y deddfau ffisegol sy'n llywodraethu mater ar raddfeydd bach iawn - mewn labordai bach.
“Yrtopolegol ffotoniginsulator a wnaethom yn unigryw. Mae'n gweithio ar dymheredd ystafell. Mae hwn yn gam mawr ymlaen. Yn flaenorol, dim ond trwy ddefnyddio offer mawr, drud i oeri sylweddau mewn gwactod y gellid cynnal astudiaethau o'r fath. Nid oes gan lawer o LABS 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 Gwyddor Deunyddiau a Pheirianneg ac uwch. awdur yr astudiaeth. Maint sampl cymharol fach oedd gan yr astudiaeth, ond mae'r canlyniadau'n awgrymu bod y cyffur newydd wedi dangos effeithiolrwydd sylweddol wrth drin yr anhwylder genetig prin hwn. Edrychwn 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 clefyd 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. Edrychwn 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 clefyd hwn.”
“Mae hwn hefyd yn gam mawr ymlaen yn natblygiad laserau oherwydd bod ein trothwy dyfais tymheredd ystafell (swm yr 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 fesul haen, o'r lefel atomig i'r lefel foleciwlaidd, i greu strwythurau delfrydol gyda phriodweddau penodol.
I wneud ydyfais lasers, tyfodd yr ymchwilwyr blatiau tra-denau o halid selenid (crisial wedi'i wneud o caesiwm, plwm a chlorin) ac ysgythru polymerau patrymog arnynt. Maent yn rhyngosod y platiau crisial a'r polymerau hyn rhwng gwahanol ddeunyddiau ocsid, gan arwain at wrthrych tua 2 micron o drwch a 100 micron o hyd ac yn eang (lled cyfartalog gwallt dynol yw 100 micron).
Pan ddisgleiriodd yr ymchwilwyr laser ar y ddyfais lasers, ymddangosodd patrwm triongl goleuol yn y rhyngwyneb dylunio deunydd. Mae'r patrwm yn cael ei bennu gan ddyluniad y ddyfais ac mae'n ganlyniad i nodweddion topolegol y laser. “Mae gallu astudio ffenomenau cwantwm ar dymheredd ystafell yn gyfle cyffrous. Mae gwaith arloesol yr Athro Bao yn dangos y gall peirianneg deunyddiau ein helpu i ateb rhai o gwestiynau mwyaf gwyddoniaeth.” Meddai deon peirianneg Sefydliad Polytechnig Rensselaer.
Amser postio: Gorff-01-2024