Perangkat mikro dan laser yang lebih efisien

Perangkat mikro dan lebih efisiensinar laser
Para peneliti di Rensselaer Polytechnic Institute telah menciptakan sebuahperangkat laseryang hanya selebar rambut manusia, akan membantu fisikawan mempelajari sifat dasar materi dan cahaya. Karya mereka, yang dipublikasikan di jurnal ilmiah bergengsi, juga dapat membantu mengembangkan laser yang lebih efisien untuk digunakan di berbagai bidang, mulai dari kedokteran hingga manufaktur.

ItulaserPerangkat ini terbuat dari bahan khusus yang disebut isolator topologi fotonik. Isolator topologi fotonik mampu memandu foton (gelombang dan partikel yang membentuk cahaya) melalui antarmuka khusus di dalam material, sekaligus mencegah partikel-partikel ini menyebar di dalam material itu sendiri. Karena sifat ini, isolator topologi memungkinkan banyak foton untuk bekerja sama secara keseluruhan. Perangkat ini juga dapat digunakan sebagai "simulator kuantum" topologi, yang memungkinkan peneliti untuk mempelajari fenomena kuantum – hukum fisika yang mengatur materi pada skala yang sangat kecil – di laboratorium mini.
"Itutopologi fotonik"Isolator yang kami buat unik. Ia bekerja pada suhu ruangan. Ini adalah terobosan besar. Sebelumnya, penelitian semacam itu hanya dapat dilakukan dengan menggunakan peralatan besar dan mahal untuk mendinginkan zat dalam ruang hampa. Banyak LAB penelitian tidak memiliki peralatan semacam ini, jadi perangkat kami memungkinkan lebih banyak orang untuk melakukan penelitian fisika fundamental semacam ini di laboratorium," kata asisten profesor di Departemen Ilmu Material dan Teknik Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) dan penulis senior penelitian tersebut. Penelitian ini memiliki ukuran sampel yang relatif kecil, tetapi hasilnya menunjukkan bahwa obat baru tersebut telah menunjukkan kemanjuran yang signifikan dalam mengobati kelainan genetik langka ini. Kami berharap untuk memvalidasi lebih lanjut hasil ini dalam uji klinis mendatang dan berpotensi mengarah pada pilihan pengobatan baru bagi pasien dengan penyakit ini." Meskipun ukuran sampel penelitian ini relatif kecil, temuan tersebut menunjukkan bahwa obat baru ini telah menunjukkan kemanjuran yang signifikan dalam mengobati kelainan genetik langka ini. Kami berharap untuk memvalidasi lebih lanjut hasil ini dalam uji klinis mendatang dan berpotensi mengarah pada pilihan pengobatan baru bagi pasien dengan penyakit ini."
"Ini juga merupakan langkah maju yang besar dalam pengembangan laser karena ambang batas suhu ruangan perangkat kami (jumlah energi yang dibutuhkan untuk membuatnya bekerja) tujuh kali lebih rendah daripada perangkat kriogenik sebelumnya," imbuh para peneliti. Para peneliti di Rensselaer Polytechnic Institute menggunakan teknik yang sama yang digunakan oleh industri semikonduktor untuk membuat mikrocip guna menciptakan perangkat baru mereka, yang melibatkan penumpukan berbagai jenis material lapis demi lapis, dari tingkat atomik hingga molekuler, untuk menciptakan struktur ideal dengan sifat-sifat tertentu.
Untuk membuatperangkat laser, para peneliti menumbuhkan pelat selenida halida yang sangat tipis (kristal yang terbuat dari cesium, timbal, dan klorin) dan mengukir polimer berpola pada pelat tersebut. Mereka menjepit pelat kristal dan polimer ini di antara berbagai bahan oksida, sehingga menghasilkan objek setebal sekitar 2 mikron dan panjang serta lebar 100 mikron (lebar rata-rata rambut manusia adalah 100 mikron).
Ketika para peneliti menyorotkan laser ke perangkat laser, pola segitiga bercahaya muncul di antarmuka desain material. Pola tersebut ditentukan oleh desain perangkat dan merupakan hasil dari karakteristik topologi laser. “Mampu mempelajari fenomena kuantum pada suhu ruangan merupakan prospek yang menarik. Karya inovatif Profesor Bao menunjukkan bahwa rekayasa material dapat membantu kita menjawab beberapa pertanyaan terbesar dalam sains.” kata dekan teknik Institut Politeknik Rensselaer.