Microdispositifs et plus d'efficacitélasers
Des chercheurs de l'Institut polytechnique Rensselaer ont créé undispositif laserCe laser, d'une épaisseur comparable à celle d'un cheveu, permettra aux physiciens d'étudier les propriétés fondamentales de la matière et de la lumière. Leurs travaux, publiés dans des revues scientifiques prestigieuses, pourraient également contribuer au développement de lasers plus performants, utilisables dans des domaines aussi variés que la médecine et l'industrie.
LelaserCe dispositif est composé d'un matériau spécial appelé isolant topologique photonique. Les isolants topologiques photoniques sont capables de guider les photons (les ondes et les particules qui constituent la lumière) à travers des interfaces spécifiques au sein du matériau, tout en empêchant leur diffusion. Grâce à cette propriété, les isolants topologiques permettent à de nombreux photons d'interagir. Ces dispositifs peuvent également servir de « simulateurs quantiques » topologiques, permettant aux chercheurs d'étudier les phénomènes quantiques – les lois physiques qui régissent la matière à des échelles extrêmement petites – dans des mini-laboratoires.
"Letopologique photoniqueL'isolant que nous avons créé est unique. Il fonctionne à température ambiante. Il s'agit d'une avancée majeure. Auparavant, de telles études nécessitaient un équipement volumineux et coûteux pour refroidir des substances sous vide. De nombreux laboratoires de recherche ne disposent pas de ce type d'équipement ; notre dispositif permet donc à un plus grand nombre de personnes de mener ce type de recherche fondamentale en physique en laboratoire, a déclaré le professeur adjoint du département de science et génie des matériaux de l'Institut polytechnique Rensselaer (RPI) et auteur principal de l'étude. Bien que l'échantillon de l'étude soit relativement petit, les résultats suggèrent que ce nouveau médicament a démontré une efficacité significative dans le traitement de cette maladie génétique rare. Nous espérons confirmer ces résultats lors de futurs essais cliniques et potentiellement ouvrir la voie à de nouvelles options thérapeutiques pour les patients atteints de cette maladie.
« Il s'agit également d'une avancée majeure dans le développement des lasers, car le seuil de fonctionnement de notre dispositif à température ambiante (la quantité d'énergie nécessaire à son fonctionnement) est sept fois inférieur à celui des dispositifs cryogéniques précédents », ont ajouté les chercheurs. Les chercheurs du Rensselaer Polytechnic Institute ont utilisé la même technique que celle employée par l'industrie des semi-conducteurs pour fabriquer des microprocesseurs afin de créer leur nouveau dispositif. Cette technique consiste à empiler différents types de matériaux couche par couche, de l'échelle atomique à l'échelle moléculaire, pour créer des structures idéales aux propriétés spécifiques.
Pour faire ledispositif laserLes chercheurs ont fait croître des plaques ultra-minces d'halogénure de séléniure (un cristal composé de césium, de plomb et de chlore) et y ont gravé des polymères à motifs. Ils ont ensuite inséré ces plaques cristallines et polymères entre différents matériaux oxydes, obtenant ainsi un objet d'environ 2 microns d'épaisseur et 100 microns de longueur et de largeur (la largeur moyenne d'un cheveu humain est de 100 microns).
Lorsque les chercheurs ont dirigé un faisceau laser vers le dispositif, un motif triangulaire lumineux est apparu à l'interface du matériau. Ce motif, déterminé par la conception du dispositif, résulte des caractéristiques topologiques du laser. « Pouvoir étudier les phénomènes quantiques à température ambiante est une perspective passionnante. Les travaux novateurs du professeur Bao démontrent que l'ingénierie des matériaux peut nous aider à répondre à certaines des plus grandes questions scientifiques », a déclaré le doyen de la faculté d'ingénierie de l'Institut polytechnique Rensselaer.
Date de publication : 1er juillet 2024