Dyfeisiau micro a mwy effeithlonlaserau
Mae ymchwilwyr Sefydliad Polytechnig Rensselaer wedi creudyfais 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 feddygaeth i weithgynhyrchu.
YlaserMae dyfais wedi'i gwneud o ddeunydd arbennig o'r enw inswleidydd topolegol ffotonig. Mae inswleidyddion topolegol ffotonig yn gallu tywys ffotonau (y tonnau a'r gronynnau sy'n ffurfio golau) trwy ryngwynebau arbennig y tu mewn i'r deunydd, gan atal y gronynnau hyn rhag gwasgaru yn y deunydd ei hun. Oherwydd y priodwedd hon, mae inswleidyddion topolegol yn galluogi llawer o ffotonau i weithio gyda'i gilydd fel cyfanwaith. 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 mini-labordai.
“Ytopolegol ffotonigMae'r inswleiddiwr a wnaethom yn unigryw. Mae'n gweithio ar dymheredd 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 Adran Gwyddor 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. 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 ynni sydd ei angen i'w wneud i weithio) saith gwaith yn is na dyfeisiau cryogenig blaenorol,” ychwanegodd yr ymchwilwyr. Defnyddiodd ymchwilwyr Sefydliad Polytechnig Rensselaer yr un dechneg a ddefnyddir gan y diwydiant lled-ddargludyddion i wneud microsglodion i greu eu dyfais newydd, sy'n cynnwys pentyrru gwahanol fathau o ddeunyddiau haen wrth haen, o'r lefel atomig i'r lefel foleciwlaidd, i greu strwythurau delfrydol â phriodweddau penodol.
I wneud ydyfais laserau, tyfodd yr ymchwilwyr blatiau tenau iawn o halid selenid (grisial wedi'i wneud o gesiwm, plwm a chlorin) ac ysgythru polymerau patrymog arnynt. Fe wnaethant roi'r platiau crisial a'r polymerau hyn rhwng gwahanol ddefnyddiau ocsid, gan arwain at wrthrych tua 2 micron o drwch a 100 micron o hyd a lled (lled cyfartalog gwallt dynol yw 100 micron).
Pan ddisgleiriodd yr ymchwilwyr laser at ddyfais y laserau, ymddangosodd patrwm triongl goleuol ar ryngwyneb dylunio deunyddiau. 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 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,” meddai deon peirianneg Sefydliad Polytechnig Rensselaer.
Amser postio: Gorff-01-2024