Micro-appareils et lasers plus efficaces

Des micro appareils et plus performantslasers
Les chercheurs du Rensselaer Polytechnic Institute ont créé unappareil laserce n’est que la largeur d’un cheveu humain, ce qui aidera les physiciens à 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 efficaces destinés à des domaines allant de la médecine à l’industrie.

LelaserLe dispositif est constitué d’un matériau spécial appelé isolant topologique photonique. Les isolants topologiques photoniques sont capables de guider les photons (les ondes et les particules qui composent la lumière) à travers des interfaces spéciales à l'intérieur du matériau, tout en empêchant ces particules de se disperser dans le matériau lui-même. Grâce à cette propriété, les isolants topologiques permettent à de nombreux photons de travailler ensemble comme un tout. Ces appareils peuvent également être utilisés comme « 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 fabriqué est unique. Cela fonctionne à température ambiante. Il s’agit d’une avancée majeure. Auparavant, de telles études ne pouvaient être réalisées qu’à l’aide d’équipements volumineux et coûteux permettant de refroidir des substances sous vide. De nombreux LABORATOIRES de recherche ne disposent pas de ce type d'équipement, notre appareil permet donc à davantage de personnes d'effectuer ce type de recherche en physique fondamentale en laboratoire », a déclaré le professeur adjoint de l'Institut polytechnique Rensselaer (RPI) au Département de science et d'ingénierie des matériaux et senior. auteur de l'étude. L'étude portait sur un échantillon relativement petit, mais les résultats suggèrent que le nouveau médicament a montré une efficacité significative dans le traitement de cette maladie génétique rare. Nous sommes impatients de valider davantage ces résultats dans de futurs essais cliniques et de conduire potentiellement à de nouvelles options de traitement pour les patients atteints de cette maladie. Bien que la taille de l'échantillon de l'étude soit relativement petite, les résultats suggèrent que ce nouveau médicament a montré une efficacité significative dans le traitement de cette maladie génétique rare. Nous sommes impatients de valider davantage ces résultats dans de futurs essais cliniques et de conduire potentiellement à de nouvelles options de traitement pour les patients atteints de cette maladie.
"C'est également un grand pas en avant dans le développement des lasers, car le seuil de température ambiante de notre appareil (la quantité d'énergie nécessaire pour le faire fonctionner) est sept fois inférieur à celui des appareils cryogéniques précédents", ont ajouté les chercheurs. Les chercheurs de l'Institut polytechnique Rensselaer ont utilisé la même technique que celle utilisée par l'industrie des semi-conducteurs pour fabriquer des micropuces afin de créer leur nouveau dispositif, qui consiste à empiler différents types de matériaux couche par couche, du niveau atomique au niveau moléculaire, pour créer des structures idéales dotées de propriétés spécifiques.
Pour faire ledispositif laser, les chercheurs ont développé 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 pris en sandwich ces plaques de cristal et ces polymères entre divers matériaux d'oxyde, ce qui a donné un objet d'environ 2 microns d'épaisseur et 100 microns de long et de large (la largeur moyenne d'un cheveu humain est de 100 microns).
Lorsque les chercheurs ont projeté un laser sur le dispositif laser, un motif triangulaire lumineux est apparu à l'interface de conception matérielle. Le motif est déterminé par la conception de l'appareil et résulte des caractéristiques topologiques du laser. « Pouvoir étudier les phénomènes quantiques à température ambiante est une perspective passionnante. Les travaux innovants du professeur Bao montrent que l’ingénierie des matériaux peut nous aider à répondre à certaines des plus grandes questions scientifiques. » a déclaré le doyen de l'ingénierie de l'Institut polytechnique Rensselaer.