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Microscopic Marvel光子设备有可能彻底改变物理和激光的处理方式

2024-06-03 14:56:25  来源:激光网    

  伦斯勒理工学院的研究人员开发了一种在室温下运行的设备,是第一个在强光-物质相互作用机制下的拓扑量子模拟器,使高科技研究以最前沿的方式变得容易。

  伦斯勒理工学院的研究人员开发了一种不比人的头发大的装置,这将使物理学家能够探索物质和光的基本概念。这项研究发表在《自然纳米技术》杂志上,还可以帮助研究人员开发更高效的激光器,这些激光器正在医学和制造等一系列领域使用。

  该器件由一种称为光子拓扑绝缘体的特定材料构成,可以将光子(构成光的波状粒子)引导到专门设计的界面,而不会将它们分散在材料中。

  拓扑绝缘体可以以相干的方式模拟多个光子的行为,使它们能够作为微型实验室,在非常小的尺度上研究量子现象。

  RPI教授、《自然纳米技术》研究的资深作者Wei Bao指出,我们的光子拓扑绝缘体是基础物理领域的重大突破。其独特的设计允许材料在室温下运行,这在以前是由于设备昂贵而面临的挑战。

  我们在节能激光器方面的进展导致室温设备的能量需求增加了七倍,这比以前开发的低温设备高得多。

  RPI科学家设计了一种新机制,该机制采用了与半导体制造过程中相同的技术,涉及逐个原子和逐个分子层以创建适当的结构。

  该装置是由研究人员制造的,他们生长了卤化物钙钛矿的超薄板,这是一种含有铯、铅和氯的晶体,并在其上制造了一种聚合物。他们将这些晶体板和聚合物夹在不同氧化物材料的薄片之间,以创造一个大约2微米厚,100微米宽的物体,这与普通人类头发的长度和宽度大致相同。

  当研究人员将激光应用于设备时,他们观察到一个三角形图案,该图案在材料中设计的界面处亮起。这种模式是由设备设计决定的激光器的拓扑特性引起的。

  RPI工程学院院长Shekhar Garde强调了在室温下研究量子现象的前景。

  中国中部中生代火山区大气碳捕获的研究是《自然纳米技术》讨论的主要课题。这篇论文的题目是“拓扑谷大厅的凝聚现象”。

  美国国家科学基金会(National Science Foundation)和海军研究办公室(Office of Naval Research)的资助在资助这项研究方面发挥了重要作用。

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