מכשירי מיקרו וליזרים יעילים יותר

מכשירי מיקרו ויעילים יותרלייזרים
חוקרי המכון הפוליטכני של Rensselaer יצרו אמכשיר לייזרזהו רק רוחב שיער אנושי, שיעזור לפיזיקאים ללמוד את התכונות הבסיסיות של חומר ואור. עבודתם, שפורסמה בכתבי עת מדעיים יוקרתיים, עשויה לעזור גם בפיתוח לייזרים יעילים יותר לשימוש בתחומים שנעים בין רפואה לייצור.

הלייזרהמכשיר עשוי מחומר מיוחד הנקרא מבודד טופולוגי פוטוני. מבודדים טופולוגיים פוטוניים מסוגלים להנחות פוטונים (הגלים והחלקיקים המרכיבים אור) דרך ממשקים מיוחדים בתוך החומר, תוך מונעת פיזור של חלקיקים אלה בחומר עצמו. בגלל נכס זה, מבודדים טופולוגיים מאפשרים לפוטונים רבים לעבוד יחד בכללותו. מכשירים אלה יכולים לשמש גם כ"סימולטורים קוונטיים "טופולוגיים, המאפשרים לחוקרים ללמוד תופעות קוונטיות-החוקים הפיזיים השולטים בחומר בקנה מידה קטן במיוחד-במיני-מעבדים.
"טופולוגי פוטוניהמבודד שיצרנו הוא ייחודי. זה עובד בטמפרטורת החדר. זו פריצת דרך גדולה. בעבר, מחקרים כאלה יכולים להתבצע רק באמצעות ציוד גדול ויקר לקירור חומרים בוואקום. במעבדות מחקר רבות אין ציוד מסוג זה, ולכן המכשיר שלנו מאפשר לאנשים רבים יותר לעשות מחקרים בפיזיקה בסיסיים מסוג זה במעבדה, "אמר פרופסור למכון לרנסלייר פוליטכני (RPI) במחלקה למדע והנדסה בחומרים ומחבר הבכיר של המחקר. למחקר היה גודל מדגם קטן יחסית, אך התוצאות מראות כי התרופה החדשה הראתה יעילות משמעותית בטיפול בהפרעה גנטית נדירה זו. אנו מצפים לתוקף עוד יותר את התוצאות הללו במחקרים קליניים עתידיים ובהתנהלותם לאפשרויות טיפול חדשות לחולים במחלה זו. " למרות שגודל המדגם של המחקר היה קטן יחסית, הממצאים מראים כי תרופה חדשה זו הראתה יעילות משמעותית בטיפול בהפרעה גנטית נדירה זו. אנו מצפים לתוקף עוד יותר את התוצאות הללו במחקרים קליניים עתידיים ובהתנהלותם לאפשרויות טיפול חדשות לחולים במחלה זו. "
"זהו גם צעד גדול קדימה בפיתוח לייזרים מכיוון שסף המכשירים בטמפרטורת החדר שלנו (כמות האנרגיה הנדרשת כדי לגרום לה לעבוד) נמוכה פי שבע מהמכשירים הקריוגניים הקודמים", הוסיפו החוקרים. חוקרי המכון הפוליטכני של Rensselaer השתמשו באותה טכניקה המשמשת את ענף המוליכים למחצה כדי ליצור שבבים מיקרו כדי ליצור את המכשיר החדש שלהם, הכולל ערימת סוגים שונים של שכבה של חומרים לפי שכבה, החל מהאטומי לרמה המולקולרית, ליצירת מבנים אידיאליים עם תכונות ספציפיות.
להכין אתמכשיר לייזרים, החוקרים גידלו צלחות דקות במיוחד של הליד סלניד (גביש המורכב מצזיום, עופרת וכלור) ופולימרים דפוסים חרוטים עליהם. הם הכניסו את צלחות הגביש והפולימרים הללו בין חומרי תחמוצת שונים, וכתוצאה מכך חפץ כ -2 מיקרון בעובי ואורך 100 מיקרון ורחב (הרוחב הממוצע של שיער אנושי הוא 100 מיקרון).
כאשר החוקרים זרקו לייזר במכשיר הלייזר, הופיע דפוס משולש זוהר בממשק העיצוב החומרי. התבנית נקבעת על ידי עיצוב המכשירים והיא תוצאה של המאפיינים הטופולוגיים של הלייזר. "היכולת ללמוד תופעות קוונטיות בטמפרטורת החדר זו סיכוי מרגש. עבודתו החדשנית של פרופסור באו מראה כי הנדסת חומרים יכולה לעזור לנו לענות על כמה מהשאלות הגדולות ביותר במדע. " דין ההנדסה של המכון הפוליטכני של Rensselaer אמר.