Mga micro device at mas mahusay na laser

Mga micro device at mas mahusaymga laser
Ang mga mananaliksik ng Rensselaer Polytechnic Institute ay lumikha ng isangaparatong laseriyon ay ang lapad lamang ng buhok ng tao, na tutulong sa mga pisiko na pag-aralan ang mga pangunahing katangian ng bagay at liwanag. Ang kanilang trabaho, na inilathala sa mga prestihiyosong siyentipikong journal, ay maaari ring makatulong na bumuo ng mas mahusay na mga laser para magamit sa mga larangan mula sa medisina hanggang sa pagmamanupaktura.

AnglaserAng aparato ay gawa sa isang espesyal na materyal na tinatawag na photonic topological insulator. Ang mga photonic topological insulators ay nagagawang gabayan ang mga photon (ang mga alon at mga particle na bumubuo ng liwanag) sa pamamagitan ng mga espesyal na interface sa loob ng materyal, habang pinipigilan ang mga particle na ito mula sa pagkalat sa materyal mismo. Dahil sa pag-aari na ito, ang mga topological insulator ay nagbibigay-daan sa maraming mga photon na gumana nang magkasama sa kabuuan. Ang mga device na ito ay maaari ding gamitin bilang topological na "quantum simulators," na nagpapahintulot sa mga mananaliksik na pag-aralan ang quantum phenomena - ang mga pisikal na batas na namamahala sa bagay sa napakaliit na antas - sa mini-labs.
“Angphotonic topologicalAng insulator na ginawa namin ay kakaiba. Gumagana ito sa temperatura ng silid. Ito ay isang malaking tagumpay. Noong nakaraan, ang mga naturang pag-aaral ay maaari lamang isagawa gamit ang malalaki at mamahaling kagamitan upang palamig ang mga sangkap sa isang vacuum. Maraming research LABS ang walang ganitong uri ng kagamitan, kaya ang aming device ay nagbibigay-daan sa mas maraming tao na gumawa ng ganitong uri ng pangunahing physics research sa lab, "sabi ng Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) assistant professor sa Department of Materials Science and Engineering at senior may-akda ng pag-aaral. Ang pag-aaral ay may medyo maliit na sukat ng sample, ngunit ang mga resulta ay nagmumungkahi na ang nobelang gamot ay nagpakita ng makabuluhang bisa sa paggamot sa bihirang genetic disorder na ito. Inaasahan namin ang higit pang pagpapatunay sa mga resultang ito sa hinaharap na mga klinikal na pagsubok at potensyal na humahantong sa mga bagong opsyon sa paggamot para sa mga pasyenteng may sakit na ito." Kahit na ang sample na sukat ng pag-aaral ay medyo maliit, ang mga natuklasan ay nagmumungkahi na ang nobelang gamot na ito ay nagpakita ng makabuluhang bisa sa pagpapagamot sa bihirang genetic disorder na ito. Inaasahan namin ang higit pang pagpapatunay sa mga resultang ito sa hinaharap na mga klinikal na pagsubok at potensyal na humahantong sa mga bagong opsyon sa paggamot para sa mga pasyenteng may sakit na ito."
"Ito ay isa ring malaking hakbang sa pag-unlad ng mga laser dahil ang aming room-temperature device threshold (ang halaga ng enerhiya na kinakailangan upang gawin itong gumana) ay pitong beses na mas mababa kaysa sa mga nakaraang cryogenic device," idinagdag ng mga mananaliksik. Ginamit ng mga mananaliksik ng Rensselaer Polytechnic Institute ang parehong pamamaraan na ginagamit ng industriya ng semiconductor para gumawa ng mga microchip para likhain ang kanilang bagong device, na kinabibilangan ng pagsasalansan ng iba't ibang uri ng mga materyales na patong-patong, mula sa atomic hanggang sa molekular na antas, upang lumikha ng mga perpektong istruktura na may mga partikular na katangian.
Upang gawin angaparatong laser, ang mga mananaliksik ay nagtanim ng mga ultra-manipis na plato ng selenide halide (isang kristal na binubuo ng cesium, lead at chlorine) at nag-ukit sa mga ito ng may pattern na polimer. Inilagay nila ang mga kristal na plato at polimer na ito sa pagitan ng iba't ibang materyales ng oxide, na nagreresulta sa isang bagay na humigit-kumulang 2 microns ang kapal at 100 microns ang haba at lapad (ang average na lapad ng buhok ng tao ay 100 microns).
Nang ang mga mananaliksik ay sumikat ng isang laser sa aparato ng laser, isang maliwanag na pattern ng tatsulok ang lumitaw sa interface ng disenyo ng materyal. Ang pattern ay tinutukoy ng disenyo ng device at ang resulta ng mga topological na katangian ng laser. "Ang kakayahang pag-aralan ang quantum phenomena sa temperatura ng silid ay isang kapana-panabik na pag-asa. Ang makabagong gawain ni Propesor Bao ay nagpapakita na ang engineering ng mga materyales ay makakatulong sa amin na sagutin ang ilan sa mga pinakamalaking tanong sa agham." Sinabi ng Rensselaer Polytechnic Institute engineering dean.