Microdispositivos e lasers mais eficientes

Microdispositivos e mais eficienteslaser
Pesquisadores do Rensselaer Polytechnic Institute criaram umdispositivo laseressa é apenas a largura de um fio de cabelo humano, o que ajudará os físicos a estudar as propriedades fundamentais da matéria e da luz. O seu trabalho, publicado em revistas científicas de prestígio, também poderá ajudar a desenvolver lasers mais eficientes para utilização em áreas que vão da medicina à indústria.

OlaserO dispositivo é feito de um material especial denominado isolante topológico fotônico. Os isoladores topológicos fotônicos são capazes de guiar os fótons (as ondas e partículas que compõem a luz) através de interfaces especiais dentro do material, evitando que essas partículas se espalhem no próprio material. Devido a esta propriedade, os isoladores topológicos permitem que muitos fótons trabalhem juntos como um todo. Esses dispositivos também podem ser usados ​​como “simuladores quânticos” topológicos, permitindo aos pesquisadores estudar fenômenos quânticos – as leis físicas que governam a matéria em escalas extremamente pequenas – em minilaboratórios.
"Otopológico fotônicoisolador que fizemos é único. Funciona à temperatura ambiente. Este é um grande avanço. Anteriormente, esses estudos só podiam ser realizados com equipamentos grandes e caros para resfriar substâncias no vácuo. Muitos LABS de pesquisa não possuem esse tipo de equipamento, então nosso dispositivo permite que mais pessoas façam esse tipo de pesquisa física fundamental no laboratório”, disse professor assistente do Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais e sênior. autor do estudo. O estudo teve uma amostra relativamente pequena, mas os resultados sugerem que o novo medicamento mostrou eficácia significativa no tratamento desta doença genética rara. Esperamos validar ainda mais estes resultados em ensaios clínicos futuros e potencialmente levar a novas opções de tratamento para pacientes com esta doença.” Embora o tamanho da amostra do estudo tenha sido relativamente pequeno, os resultados sugerem que este novo medicamento demonstrou eficácia significativa no tratamento desta doença genética rara. Esperamos validar ainda mais estes resultados em ensaios clínicos futuros e potencialmente levar a novas opções de tratamento para pacientes com esta doença.”
“Este também é um grande passo no desenvolvimento de lasers porque o limite do nosso dispositivo à temperatura ambiente (a quantidade de energia necessária para fazê-lo funcionar) é sete vezes menor do que os dispositivos criogênicos anteriores”, acrescentaram os pesquisadores. Os pesquisadores do Rensselaer Polytechnic Institute usaram a mesma técnica usada pela indústria de semicondutores para fazer microchips para criar seu novo dispositivo, que envolve empilhar diferentes tipos de materiais camada por camada, do nível atômico ao molecular, para criar estruturas ideais com propriedades específicas.
Para fazer odispositivo de laser, os pesquisadores cultivaram placas ultrafinas de haleto de seleneto (um cristal feito de césio, chumbo e cloro) e gravaram polímeros padronizados nelas. Eles imprensaram essas placas de cristal e polímeros entre vários materiais de óxido, resultando em um objeto com cerca de 2 mícrons de espessura e 100 mícrons de comprimento e largura (a largura média de um fio de cabelo humano é de 100 mícrons).
Quando os pesquisadores apontaram um laser para o dispositivo de laser, um padrão de triângulo luminoso apareceu na interface de design do material. O padrão é determinado pelo design do dispositivo e é o resultado das características topológicas do laser. “Ser capaz de estudar fenômenos quânticos à temperatura ambiente é uma perspectiva interessante. O trabalho inovador do Professor Bao mostra que a engenharia de materiais pode nos ajudar a responder algumas das maiores questões da ciência.” Disse o reitor de engenharia do Instituto Politécnico Rensselaer.