Thiết bị siêu nhỏ và tia laser hiệu quả hơn

Thiết bị siêu nhỏ và hiệu quả hơntia laser
Các nhà nghiên cứu của Viện Công nghệ Rensselaer đã tạo ra mộtthiết bị laserđó chỉ là chiều rộng của một sợi tóc người, điều này sẽ giúp các nhà vật lý nghiên cứu các tính chất cơ bản của vật chất và ánh sáng. Công trình của họ, được công bố trên các tạp chí khoa học uy tín, cũng có thể giúp phát triển các tia laser hiệu quả hơn để sử dụng trong các lĩnh vực từ y học đến sản xuất.

Cáctia lazeThiết bị được làm bằng một vật liệu đặc biệt gọi là chất cách điện tôpô quang tử. Chất cách điện tôpô quang tử có thể dẫn các photon (sóng và hạt tạo nên ánh sáng) qua các giao diện đặc biệt bên trong vật liệu, đồng thời ngăn các hạt này phân tán trong chính vật liệu. Nhờ đặc tính này, chất cách điện tôpô cho phép nhiều photon hoạt động cùng nhau như một tổng thể. Các thiết bị này cũng có thể được sử dụng như "bộ mô phỏng lượng tử" tôpô, cho phép các nhà nghiên cứu nghiên cứu các hiện tượng lượng tử - các định luật vật lý chi phối vật chất ở quy mô cực nhỏ - trong các phòng thí nghiệm nhỏ.
“Cáctopo quang tửchất cách điện chúng tôi làm ra là duy nhất. Nó hoạt động ở nhiệt độ phòng. Đây là một bước đột phá lớn. Trước đây, những nghiên cứu như vậy chỉ có thể được thực hiện bằng thiết bị lớn, đắt tiền để làm mát các chất trong chân không. Nhiều PHÒNG THÍ NGHIỆM nghiên cứu không có loại thiết bị này, vì vậy thiết bị của chúng tôi cho phép nhiều người thực hiện loại nghiên cứu vật lý cơ bản này trong phòng thí nghiệm hơn, "trợ lý giáo sư tại Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu và là tác giả chính của nghiên cứu, Viện Bách khoa Rensselaer (RPI). Nghiên cứu có quy mô mẫu tương đối nhỏ, nhưng kết quả cho thấy loại thuốc mới này đã cho thấy hiệu quả đáng kể trong việc điều trị chứng rối loạn di truyền hiếm gặp này. Chúng tôi mong muốn xác nhận thêm những kết quả này trong các thử nghiệm lâm sàng trong tương lai và có khả năng dẫn đến các lựa chọn điều trị mới cho những bệnh nhân mắc căn bệnh này." Mặc dù quy mô mẫu của nghiên cứu tương đối nhỏ, nhưng những phát hiện cho thấy loại thuốc mới này đã cho thấy hiệu quả đáng kể trong việc điều trị chứng rối loạn di truyền hiếm gặp này. Chúng tôi mong muốn xác nhận thêm những kết quả này trong các thử nghiệm lâm sàng trong tương lai và có khả năng dẫn đến các lựa chọn điều trị mới cho những bệnh nhân mắc căn bệnh này."
“Đây cũng là một bước tiến lớn trong quá trình phát triển laser vì ngưỡng thiết bị ở nhiệt độ phòng của chúng tôi (lượng năng lượng cần thiết để thiết bị hoạt động) thấp hơn bảy lần so với các thiết bị đông lạnh trước đây”, các nhà nghiên cứu cho biết thêm. Các nhà nghiên cứu của Viện Bách khoa Rensselaer đã sử dụng cùng một kỹ thuật mà ngành công nghiệp bán dẫn sử dụng để chế tạo vi mạch để tạo ra thiết bị mới của họ, bao gồm việc xếp chồng các loại vật liệu khác nhau theo từng lớp, từ cấp độ nguyên tử đến cấp độ phân tử, để tạo ra các cấu trúc lý tưởng với các đặc tính cụ thể.
Để làm chothiết bị laser, các nhà nghiên cứu đã phát triển các tấm selenide halide siêu mỏng (một tinh thể được tạo thành từ cesium, chì và clo) và khắc các polyme có hoa văn lên chúng. Họ kẹp các tấm tinh thể và polyme này giữa các vật liệu oxit khác nhau, tạo ra một vật thể dày khoảng 2 micron và dài và rộng 100 micron (chiều rộng trung bình của một sợi tóc người là 100 micron).
Khi các nhà nghiên cứu chiếu tia laser vào thiết bị laser, một mẫu hình tam giác phát sáng xuất hiện tại giao diện thiết kế vật liệu. Mẫu hình này được xác định bởi thiết kế thiết bị và là kết quả của các đặc điểm tôpô của tia laser. “Có thể nghiên cứu các hiện tượng lượng tử ở nhiệt độ phòng là một triển vọng thú vị. Công trình sáng tạo của Giáo sư Bao cho thấy kỹ thuật vật liệu có thể giúp chúng ta trả lời một số câu hỏi lớn nhất trong khoa học”, Trưởng khoa kỹ thuật của Viện Bách khoa Rensselaer cho biết.