Microdispositivos y láseres más eficientes

Microdispositivos y más eficientesláseres
Los investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer han creado undispositivo láserEso tiene tan solo el grosor de un cabello humano, lo que ayudará a los físicos a estudiar las propiedades fundamentales de la materia y la luz. Su trabajo, publicado en prestigiosas revistas científicas, también podría contribuir al desarrollo de láseres más eficientes para su uso en campos que van desde la medicina hasta la manufactura.

ElláserEl dispositivo está hecho de un material especial llamado aislante topológico fotónico. Los aislantes topológicos fotónicos pueden guiar los fotones (las ondas y partículas que componen la luz) a través de interfaces especiales dentro del material, a la vez que evitan que estas partículas se dispersen en el propio material. Gracias a esta propiedad, los aislantes topológicos permiten que muchos fotones trabajen juntos como un todo. Estos dispositivos también pueden utilizarse como "simuladores cuánticos" topológicos, lo que permite a los investigadores estudiar los fenómenos cuánticos (las leyes físicas que rigen la materia a escalas extremadamente pequeñas) en minilaboratorios.
"Eltopológico fotónicoEl aislante que fabricamos es único. Funciona a temperatura ambiente. Este es un gran avance. Anteriormente, este tipo de estudios solo se podían realizar utilizando equipos grandes y costosos para enfriar sustancias al vacío. Muchos laboratorios de investigación no cuentan con este tipo de equipo, por lo que nuestro dispositivo permite que más personas realicen este tipo de investigación de física fundamental en el laboratorio", afirmó el profesor adjunto del Instituto Politécnico Rensselaer (RPI) en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y autor principal del estudio. "El estudio tuvo un tamaño de muestra relativamente pequeño, pero los resultados sugieren que el nuevo fármaco ha demostrado una eficacia significativa en el tratamiento de este raro trastorno genético. Esperamos validar aún más estos resultados en futuros ensayos clínicos y, potencialmente, dar lugar a nuevas opciones de tratamiento para pacientes con esta enfermedad".
“Este también es un gran avance en el desarrollo de láseres, ya que el umbral de nuestro dispositivo a temperatura ambiente (la cantidad de energía necesaria para su funcionamiento) es siete veces menor que el de los dispositivos criogénicos anteriores”, añadieron los investigadores. Los investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer utilizaron la misma técnica empleada por la industria de semiconductores para fabricar microchips para crear su nuevo dispositivo, que consiste en apilar diferentes tipos de materiales capa por capa, desde el nivel atómico hasta el molecular, para crear estructuras ideales con propiedades específicas.
Para hacer eldispositivo láserLos investigadores desarrollaron placas ultrafinas de haluro de seleniuro (un cristal compuesto de cesio, plomo y cloro) y grabaron polímeros con patrones sobre ellas. Colocaron estas placas de cristal y polímeros entre diversos óxidos, lo que resultó en un objeto de aproximadamente 2 micras de grosor y 100 micras de largo y ancho (el grosor promedio de un cabello humano es de 100 micras).
Cuando los investigadores dirigieron un láser al dispositivo láser, apareció un patrón triangular luminoso en la interfaz de diseño del material. Este patrón está determinado por el diseño del dispositivo y es el resultado de las características topológicas del láser. «Poder estudiar los fenómenos cuánticos a temperatura ambiente es una perspectiva emocionante. El innovador trabajo del profesor Bao demuestra que la ingeniería de materiales puede ayudarnos a responder algunas de las preguntas más importantes de la ciencia», declaró el decano de ingeniería del Instituto Politécnico Rensselaer.