연구원들은 상온 부근에서 초전도의 새로운 증거를 발견

.폴란드 그단스크 시장 습격한 괴한 제압하는 보안요원들

(그단스크[폴란드] EPA=연합뉴스) 지난 13일(현지시간) 폴란드 북부 항구도시 그단스크에서 열린 자선 모금행사 폐막공연에서 보안요원들이 무대에 뛰어들어 파벨 아다모비치 그단스크 시장을 흉기로 공격한 괴한을 제압하고 있다. 이날 한 남성의 흉기에 찔려 중태에 빠졌던 아다모비치 시장은 이튿날인 14일 끝내 숨졌다.

.CERN, 차세대 입자 충돌 자에 대한 비전 제시

2019 년 1 월 15 일 CERN CERN의 공중보기입니다. 크레딧 : CERN

세계에서 가장 큰 원자 분쇄기 뒤에있는 과학자들은 앞으로 수십 년 안에 물질과 우주의 더 많은 비밀을 열어주기 위해 더 큰 우주를 만들기 위해 수십억 유로 비전을 세웠다. 유럽 원자력 연구기구 (CERN)의 관리들은 화요일에 2040 년에 가동을 시작할 수있는 100 킬로미터의 원통형 터널 안에 "미래의 원형 충돌기"에 대한 연구를 발표했다. 제네바 근처에있는 현재의 27 킬로미터 (17 마일) 원주형 대형 Hadron Collider 옆에 앉아있을 것인데, 아마도 2012 년에 힉스 (Higgs) 원자핵 구조를 확인하는데 도움이 될 것입니다. 당국자들은 CERN의 22 개 회원국이 전자 - 양전자 충돌기로 약 90 억 유로 (약 10 억 5 천만 달러)의 비용으로 첫 선을 보일 프로젝트에 대한 향후 몇 년 내에 결정을하기를 희망한다.

https://phys.org/news/2019-01-cern-vision-next-generation-particle-collider.html#nRlv

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임희숙 하이얀 밤

.박테리아 감염에 의해 손상된 폐에서 암 치료제 속도기도 복구

Duke University의 Sarah Avery 작성 Aaditya Khatri (왼쪽), Jing Jin Gu (중앙), Ann Marie Pendergast (오른쪽). 학점 : Duke University

Duke Health의 연구자들은 폐암 치료를 촉진시켜 생쥐를 위협하는 박테리아 폐 감염을 예방할 수 있다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 국립 과학원 회보 에서 인간의 연구 결과가 확인되면 매년 미국 내 50,000 명의 사람들을 괴롭히는 세균성 폐렴에 대한 새로운 무기를 지적 할 수 있다고 말했다. "폐 감염은 산업화 된 세계에서 세 번째로 큰 사망 원인이며 내성 세균 균주의 출현으로 항생제와지지 치료와 병용하기위한 새로운 치료법을 찾아야 할 시급한 필요성이있다"고 Ann Marie Pendergast, Ph.D., Duke의 Pharmacology and Cancer Biology학과 부총장. MD / Ph.D. 학생 Aaditya Khatri, Abl 키나아제라고 불리는 세포 효소 군에 초점을 맞추어 폐 의 상피 세포 아형의 증식과 분화를 조절합니다 . 호흡기 감염 동안 Abl 키나아제는 과도하게 활동성이되어 폐 수리 에서 핵심적인 역할을하는 분비기도 세포의 기능을 방해합니다 . 유전자 비활성화 또는 약물을 통한 Abl 키나아제를 억제함으로써 하부기도의 회복 세포가 폐포 상피의 가스 교환 부위에서 손상 부위로 확장되어 재생을 촉진합니다. Pendergast는 " 이번 연구에서 우리는 폐 손상 후 폐포 상피 세포 재생을 촉진시키는 유망한 치료 표적을 확인했다 "고 말했다. 연구자들은 Abl 키나아제 활성을 억제하는 것으로 알려진 백혈병 약 nilotinib뿐만 아니라 연구 약물을 사용하여 쥐에서이 접근법을 테스트했다. "우리는 Staphylococcus aureus 또는 Streptococcal pneumoniae에 의한 세균성 폐렴에 노출 된 쥐에게 Abl을 억제하는 약물을 투여했을 때 위약을 투여 한 쥐보다 약물을 투여 한 쥐가 훨씬 빨리 회복한다는 것을 발견했다"고 Khatri는 말했다. "이 약물은 폐의 손상 부위로 이동하여 폐 재생을 촉진시키는 큰 전구 세포 집단을 동원하여 작동합니다." "우리는 ICU에서 우리 가 패혈증 치료에 대한 조기 개입 이 환자 결과를 개선하는 열쇠 이기 때문에 특히 흥미 롭다. 부상 후 몇 시간 만에 이러한 이동의 증거를 볼 수있다 . 추가 탐색 연구팀은 건강한 세포의 생산을 줄임으로써 쥐의 폐 질환을 역전시킨다.

추가 정보 : Aaditya Khatri el al., "ABL 키나아제 저해는 세균성 폐렴 후 SCGB1A1 + SPC + 세포 집단의 확장을 통해 폐 재생을 촉진한다", PNAS (2018). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1816030116 Duke University 제공

https://medicalxpress.com/news/2019-01-cancer-drugs-airway-lungs-bacterial.html

.연구원들은 상온 부근에서 초전도의 새로운 증거를 발견했습니다

2019 년 1 월 15 일, 조지 워싱턴 대학 superconductivity 크레딧 : CC0 공개 도메인

조지 워싱턴 대학 (George Washington University)의 연구자들은 물리학에서 가장 많이 추구되는 목표 중 하나 인 상온 초전도에 도달하기위한 중요한 단계를 밟았습니다. 초전도성은 전기 저항이 부족하고 임계 온도 이하로 냉각 될 때 많은 물질에서 관찰됩니다 . 지금까지 초전도 재료는 매우 낮은 온도 (섭씨 180도 또는 화씨 292도)로 냉각되어야한다고 생각되어 응용을 제한했습니다. 전기 저항으로 인해 시스템이 비효율적으로 되기 때문에 상온 초전도체를 사용하여 이러한 저항을 제거하면 전기 를보다 효율적으로 생성하고 사용하며 전 세계의 에너지 전송을 향상시키고보다 강력한 컴퓨팅 시스템을 구현할 수 있습니다. "초전도성은 응용 기술을 매일 응용 프로그램을 초월 할 수있는 과학 발견의 마지막 국경 중 하나입니다 아마도,"과학 및 응용 공학 GW 학교의 부교수 교수 Maddury Somayazulu는 말했다. "상온 초전도 는 발견되기를 기다리는 속담이며, 2 백만 기압이더라도 과학의 역사에서 패러다임을 변화시키는 순간이다." 이 발견의 핵심은 약 2 백만 기압의 매우 높은 압력에서 수소가 풍부한 금속 화합물을 생성하는 것이 었습니다. 연구진은 고압을 발생시키는 데 사용되는 다이아몬드 앤빌 (diamond anvil) 셀을 사용하여 미량의 란탄과 수소 샘플을 짠다. 그런 다음 시료를 가열하고 구조의 주요 변화를 관찰했습니다. 이 새로운 구조의 결과, 연구자들은 이전에 예측 LaH10은에서 초전도체가 될 것 고온 . 샘플을 높은 압력으로 유지하면서 연구팀은 전기적 특성의 재현성있는 변화를 관찰했다. 샘플의 180-200 기가 파스칼 260 K (영하 13 C, 8 F) 이하로 냉각 할 때이 저항에 상당한 방울 측정 압력 부근 방에 초전도 증거를 제시 온도 . 후속 실험에서 연구자들은 280 K까지 더 높은 온도에서 일어나는 전환을 보았다. 실험을 통해 연구원들은 또한 동일한 현상을 관찰하기 위해 X 선 회절을 사용했다. 이것은 일리노이 주 아르곤 (Argonne)의 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)의 Advanced Photon Source의 싱크로트론 빔라인을 통해 수행되었습니다. "우리는 이것이 초전도성의 새로운 시대의 시작이라고 믿는다"고 GW 공학 및 응용 과학부의 연구 교수 인 러셀 헴리 (Russell Hemley)는 말했다. "우리는 단지 하나의 화학 시스템, 즉 희토류 La와 수소를 조사했다.이 시스템에는 추가적인 구조가 있지만 더 중요한 것은 탐구 할 화학 조성이 다른 많은 수소가 풍부한 물질이 많이있다. 수 소화물 또는 초 염화물은 압력 하에서 훨씬 더 높은 전이 온도로 발견 될 것 "이라고 말했다. 이 연구는 오늘 Physical Review Letters 지에 게재되었습니다.

추가 정보 : 과학자들은 우라늄 화합물의 새로운 특성을 발견합니다 추가 정보 : Maddury Somayazulu 외. Megabar 압력에서의 란탄 수 소화물에서 260 K 이상의 초전도에 대한 증거, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.027001 저널 참조 : Physical Review Letters :에 의해 제공 조지 워싱턴 대학

https://phys.org/news/2019-01-evidence-superconductivity-room-temperature.html#nRlv

.연구에 따르면 피부 세포로 만든 신경 세포는 질병을 연구하는 데 효과적인 실험실 모델입니다

S 연구소 유도 된 신경 세포. 신용 : Wernig 연구소 / 스탠포드 대학

알츠하이머 및 파킨슨 병과 같은 노화와 관련된 신경 질환의 발생률이 증가하고 있습니다. 이러한 조건을 더 잘 이해하고 잠재적 인 새로운 치료법을 평가하기 위해서는 연구자가 연구실에서 연구 할 수있는 정확한 모델이 필요합니다. Salk Institute의 연구원은 스탠포드 대학 (Stanford University)과 Baylor College of Medicine의 공동 연구자들과 함께 이전에 발표 된 방법을 사용하여 신경 세포 로 성장하도록 유도 된 마우스의 세포 가 자연적으로 뇌에서 발달 한 뉴런 과 일치하는 분자 표지를 가지고 있음을 보여주었습니다 . 2019 년 1 월 15 일 e 라이프 에서 발표 된이 연구 는 개별 환자의 질병을 모델링하는 더 나은 방법을 제시합니다. 이 기술을 통해 연구자는 신경 학적 상태가 어떻게 발전하는지 연구하고 새로운 치료법을 시험 할 수 있습니다. 이 신기술 은 또한 환자 자신의 세포에서 유래 된 유전자 치료법에 대한 연구를 진전 시키는데 도움을 줄 수있다. "이 연구는 연구실에서 뉴런을 만드는 가장 최적의 방법에 대한 경로를 차트로 나타냅니다."라고이 연구의 수석 저자 인 Joseph Ecker 교수는 말한다. "이 세포들을 받아 뉴런으로 재 프로그래밍함으로써, 이러한 질병이 세포 수준에서 어떻게 기능하는지, 특히 유전 적 변화에 의해 유발되는 질병에 대해 잠재적으로 새로운 것을 배울 수 있습니다." 이 연구에 사용 된 세포는 섬유 아세포라고 불리며 동물 의 결합 조직의 대부분을 구성하고 상처 치유에 중요한 역할을합니다. 연구자들은 섬유 아세포를 실험실 접시에서 뉴런 세포로 변형시키는 방법을 연구 해왔다. 그러나 지금까지는 새로 생성 된 뉴런이 자연적으로 뇌에서 자연적으로 자라 난 뉴런과 정확히 일치하는지 여부를 알지 못했다. 일치하는 epigenome과 함께 뉴런으로 성장 섬유 아 세포를 유도하는 기술은 스탠포드의 Marius Wernig, 종이의 공동 수석 저자에 의해 개발되었습니다. 이 방법으로 유도 된 신경 세포를 만드는 것은 다 능성 중간체를 포함하지 않는다. 대신, 세포는 직접 섬유 아 세포에서 뉴런으로 변환됩니다. "세포 공학의 중요한 질문은 제품의 품질을 아는 것입니다."라고 Ecker 연구실의 공동 창안자 Chongyuan Luo 박사는 말한다. "우리가 섬유 아세포로 뉴런을 만들고 있다면, 우리는 그들이 뇌의 뉴런과 어떻게 비교되는지 알고 싶어한다. 우리는 특히 epigenigen의 수준에서 이들 세포를 관찰하는데 관심이있다." epigenome은 DNA에 부착하고 유전자가 활성화되어 단백질로 번역 될 때 조절하는 화학 물질로 구성됩니다. 유도 된 신경원과 자연적으로 성장한 신경원의 epigenomes의 차이로 인해 유도 된 신경원의 특징이 달라질 수 있습니다. Ecker 연구실에서 개발 된 MethylC-seq 라 불리는 기술을 사용하여 연구진은 메틸 그룹이라는 화학 그룹이 붙어있는 게놈의 모든 장소를 조사했습니다. 그들은이 유도 된 뉴런이 뇌의 뉴런과 일치하는 epigenomes를 가지고 있음을 확인했습니다. "이 연구는 마우스 세포에서 행해졌지만 인체 세포 로 만들어진 유도 뉴런을 연구하기 위해 동일한 기술을 사용할 계획이다 ."라고 Salk의 게놈 분석 연구소 소장이자 Howard Hughes Medical Institute 연구원 인 Ecker는 설명한다. Ecker는 동료와 협력하여 노화 관련인지 저하를 더 잘 이해하기 위해 사람의 세포 를 관찰하는 기술을 적용 할 계획 입니다.

추가 탐색 알맞은 가사를 가진 뉴런은 알츠하이머 병 더 자세한 정보 : Chongyuan Luo 외, 섬유 아세포를 뉴런, eLife (2019)로 직접 리 프로그래밍하는 동안 개조 된 DNA 메틸화 . DOI : 10.7554 / eLife.40197 Salk Institute 제공

https://medicalxpress.com/news/2019-01-nerve-cells-skin-valid-lab.html

.크리스탈의 3 차원 펨토초 레이저 나노 리소그래피

2019 년 1 월 15 일, Thamarasee Jeewandara, Phys.org 기능 , YAG (이트륨 알루미늄 가닛) 결정에서 서브 파장 회절 격자 및 MOW (마이크로 광학 도파관). a) 가시 광선 조명 하에서 센티미터 - 길이, 700 nm 피치 격자의 이미지. b) 1,070 nm 파장의 서브 파장 격자 (700 nm 피치)의 실험 및 계산 절대 회절 효율. 효율은 회절 전력을 내장 된 격자에 입사하는 전력으로 나눈 값으로 계산됩니다. 오차 막대는 ~ 0.07 %의 실험 표준 편차에 해당합니다. 삽입 : 가공 된 격자의 주사 전자 현미경 (SEM) 클로즈업 이미지. c) 6 각형 구조의 광 도파관, 500 nm 수평 - 대 - 공극 간격, 166 x 386 nm ^ 2 및 4 mm 길이의 평균 기공 크기. d) 1, 862 nm (수직) 및 972 nm (수평)의 반치폭 (FWHM)에서의 550 nm. e) 1550 nm에서 측정 된 도파관 출력 모드의 회절 - 제한 근거리 이미지. 약 1.5 μm의 FWHM. 제공 : Nature Photonics, doi : https://doi.org/10.1038/s41566-018-0327-9

물질의 광학 특성은 화학적 성질과 고유의 파장 이하의 구조에 기반을 두지 만, 후자는 여전히 심도있게 특징 지어져있다. 광자 결정체 와 메타 물질 은 물질 의 알려진 자연적 광학 특성을 뛰어 넘는 새로운 수준의 빛 조작에 대한 표면 변경을 통해 액세스를 제공함으로써이를 입증 해 왔습니다. 그러나 지난 30 년간의 연구에서 기술적 방법은 심층적 인 광학적 특성 및 관련 응용 분야에서 재료 표면을 넘어 경질 광학 결정을 안정적으로 나노 구조화 할 수 없었습니다. 예를 들어, 반도체 산업에 의해 개발 된 레이저 리소그래피 는 실리콘, 실리카 유리 및 폴리머를 포함하는 다양한 재료의 효율적인 에칭 에 사용되는 표면 처리 기술 입니다. 이 공정은 적외선 펨토초 레이저 직접 기록으로 20 년 전에 시연 된 3-D로 확장 할 수있는 고품질의 2 차원 (2D) 나노 포토 장치 를 생산할 수 있습니다 . 그러나, 광중합 구조는 다른 광자 요소와 인터페이스 할 수 없으므로 실용적이지 못하다. 3-D 나노 구조의 광 화이버가 잘 혁명 통상 비정형 유리 가능 능가하는 기능을 제공하고 있지만 , 비선형 광학 및결정 성 매체에서의 광통신 , 재료의 신뢰성있는 제조는 아직 파악하기 어렵습니다. 다른 방법으로는 레이저로 유도 된 절연 파괴가 있는 3 차원 나노 구조와 투명 결정 내에서 트리거 된 미세 폭발 을 사용하여 보이드를 형성하고 그 안에 서브 마이크로 미터 구조를 유도하는 방법이 있습니다. 그러나 이러한 방법은 격자 손상 과 균열 전파 의 위험이 있습니다. 따라서, 노력에도 불구하고 대규모 3 차원 체적 결정 나노 구조에 대한 표준 방법은 아직보고 된 바 없다. Nature Photonics에 발표 된 최근의 연구에서 Photanics and Nanotechnology와 물리학과의 Airan Roddenas와 동료들은 crystal nanoarchitecture를 엔지니어링하는 기존의 방법을 떠났습니다. 대신에 그들은 습식 에칭 속도에 의해 주어진 결정의 내부 화학 반응이 다 광자 3 차원 레이저 쓰기 (3DLW)를 사용하여 조밀 한 나노 기공 격자를 형성하기 위해 나노 스케일에서 국부적으로 변형 될 수있는 방법을 제안했다. 학제 간 과학자들은 이트륨 알루미늄 가닛 과 같은 중요한 결정 내부에 100nm 크기의 임의의 특징을 가진 1cm 길이의 빈 공극 격자를 만들 수 있음을 보여 주었다(YAG) 및 사파이어 (sapphire)를 포함한다. Rodeas et al. 식각 전에 직접 레이저 쓰기 작업을 수행하여 광자 응용 분야에서 고체 레이저 결정 내부에 원하는 공극 구조를 만들었습니다.

3D YAG에서 3DLW는 습식 에칭 나노 기공을 생성합니다. a) x 방향과 y 방향을 따르는 평균 기공 크기 (257 ± 7 nm 및 454 ± 13 nm)와 1 mm 길이의 120 시간에 걸친 시간. b) 2 시간 웨트 에칭 (평균 직경 131 ± 5 nm 및 1300 ± 35 nm x 및 y 및 1 mm 길이) 후각 및 겹치기 나노 기공. c) 1 시간 (129 ± 6.8 μm 길이)의 방향으로 z 방향과 현재의 기공의 상부 현미경 사진. 제공 : Nature Photonics, doi : https://doi.org/10.1038/s41566-018-0327-9

이 실험에서 과학자들은 이터 븀 (ytterbium) 모드 고정 초고속 파이버 레이저 (파장 1030 nm 및 펄스 지속 시간 350 fs)와 함께 표준 3DLW를 사용했습니다. 1.4 수치 개구 (NA) 오일 침지 대물 렌즈를 사용하여 결정 내부에 레이저 펄스를 단단히 집속시켰다. Rodeas et al. 샘플의 3D 나노 위치 결정을 위해 컴퓨터 제어 XYZ 선형 스테이지를 사용했습니다. 레이저 조사 후, 이들은 결정을 연마하여 조사 된 구조체를 노출시킨 후 습식 화학 에칭을 수행 하였다. 이를 위해, YAG 결정은 뜨거운 인산에서 탈 이온수 로 에칭되었다 . 에칭 공정의 주요 기술적 한계는 상세한 방법을 사용하여 제조 된 나노 기공 내부의 소모 된 산을 리프레쉬하는 어려움이었다. 결과는 1 × 106보다 큰 값으로 에칭 선택성을 보였다 5 종래 광 조사 물질에서는 관찰되지 변형 및 깨끗한 결정 상태 사이의 레벨에서 molecuar. 관찰 된 값은 실리콘 위 의 알루미나 식각 마스크 의 값보다 약 2 배 더 높았다 . Rodeas et al. ~ 1 nm / 시간에서 수정되지 않은 YAG의 에칭 속도를 결정했다. 제안 된 방법은 subwavelength 구조에서 원하는 광학 응답을 제공 할 수있는 결정 내부에 나노 포토 닉 요소의 설계 및 제작을 허용했습니다. 과학자들은 3DLW와 습식 식각을 결합하여 기공 방향, 크기, 모양, YAG 결정에서 나노 기공 격자의 채움 분율 및 길이의 특징을 제어 할 수있었습니다. YAG 격자를 120 시간 동안 에칭하여 x 및 y 방향으로 평균 기공 크기를 얻었다. 기공 모양과 크기는 레이저 출력과 편광을 조절하여 제어되었습니다. 에칭 된 나노 기공의 직경은 레이저 출력에 의존하며 선형 및 원형 레이저 빔 편광에 대해 연구 될 수있다 . 이 기술의 한계로서, 그들은 3 차원 광자 구조가 공간적으로 고립되어 있고, 벽을지지하고, 수축과 낮은 광학적 손상 임계를 받았다는 것을 발견했다.

(1). YAG에서 선형 및 원형 편광에 대한 레이저 출력의 함수로서 기공 크기 및 단면 종횡비의 진화. (A) 선형 (LP) 및 원형 (CP) 편파에 대한 공극 폭 (적색) 및 높이 (파란색)의 전력 의존성 (1 시간 동안 에칭 된 공극으로부터 측정). (B) 선형 및 원형 편광에 대한 단면 기공 종횡비 (높이를 폭으로 나눔)의 의존성. (2) 십자형의 나노 기공 에칭. (A) 에칭 된 구멍과 에칭되지 않은 구멍 사이의 커다란 인덱스 대조가 원시 밝은 영역 투과 이미지에 묘사된다. (B) 다른 수직 오프셋 위치에서 90º 교차 기공의 3D 스케치. (C, D) 90º와 다른 교차 높이에서 교차 기공의 SEM 사진. Ag 스퍼터링 된 나노 입자는 주 표면에서도 볼 수 있습니다. (E) 기공의 내부 매끄러운 표면의 근접 촬영보기. 신용:

과학자들은 200 nm 이하의 나노 스케일 영역에서 공기 기공을 재현성있게 생성하기 위해 원형 편광을 사용하여 광 구조를 설계했다. 결정에서 생성 된 나노 광자 구조 (공기 기공 광자 격자)는 최첨단 다 광자 중합 리소그래피로 얻은 공간 분해능과 동일한 공간 해상도를 유지 합니다. 실제 응용에있어서, 나노 포토 장치 는 다른 광학 요소와 크고 복잡한 회로 설계를 형성하기 위해 견고하고 효율적인 광학 상호 연결을 필요로한다. 이를 달성하기 위해 Rodeas et al. 광 변조 된 체적과 주변 결정 사이의 큰 공극 길이를 유지하기 위해 차등 에칭 속도를 조절했다. 그들은 3 차원 에칭 프로세스를 관찰하고 증명하기 위해 SEM (scanning electron microscopy)을 사용했습니다.

YAG의 나노 기공을 cm에서 cm 크기로 에칭합니다. 에칭 된 구멍의 (A) 광학 현미경 측면보기. (B) 에칭 된 nanopores의 광학 현미경 상단보기. 에칭 된 nanopores의 (C) SEM의 측면보기. 제공 : Nature Photonics, doi : https://doi.org/10.1038/s41566-018-0327-9.

170 시간 내에 과학자들은 368 x 726 nm 2 의 단면 과 3.1 mm의 길이로 나노 기공을 얻었다 . 밀리미터 규모의 나노 기공이 단일 에칭 단계에서 설계 될 수 있음을 보여줍니다. 나노 광자 장치는 일반적으로 과도한 응력으로 인한 결정의 취성 파괴없이 마이크로 미터에서 센티미터 스케일까지의 격자 치수를 필요로합니다. 이런 식으로 과학자들은 샘플 전체에 걸쳐 원하는 크기로 나노 구조 및 마이크로 구조 광 도파로 (MOM)를 균질하게 식각하는 계획을 구현했습니다. 관찰 된 나노 기공 선택성의 선택성이 다른 결정 유형으로 이동 가능한지를 시험하기 위해, 과학자들은 사파이어와 유사한 실험적인 나노 구조를 수행했다. 그들은 사파이어에서 ~ 1 x 10 5 의 평행 나노 기공 식각 율을 발견 했다. YAG와 유사하며 사파이어에서 식각 된 마이크로 채널에서 이전에 관찰 된 속도보다 높다 . Rodeas와 동료들은 ~ 120 nm 크기의 단면이있는 사파이어에 밀리미터 길이의 나노 기공을 형성하고 결정 파괴없이 170 시간 동안 식각 된 나노 기공 격자를 제작하여이 방법의 실현 가능성을 테스트했습니다.

(1) 3D 연결 식 식각 기공에 의해 무한히 길고 균질하게 식각 된 나노 기공 격자를 얻기위한 계획. (A) 미세 구조 광 도파로 (MOW)를 식각하기위한 수직 식각 채널 구조의 3D 스케치. (B) 3D 에칭 구멍을 부분적으로 드러내는 MOW를 통한 연마 된 컷의 SEM. (C) 매 80μm마다 수직 에칭 채널을 가진 MOW의 식각 된 어레이의 현미경 상면도. (2) 사파이어에 긴 기공을 에칭합니다. a) 총 에칭 시간 170 시간 후 1mm 길이의 3 개의 구멍이있는 암시 야 이미지. 각 배열의 기공은 ~ 10 mW에서 4 ~ 30 μm 범위의 깊이로 기록되었습니다. b) 30 분간의 에칭 후 중력 (9.4 mW) 및 깊이 29 μm로 작성된 공극의 예. c) 24 μm 깊이와 2 차 공극이 관찰되지 않는 광 변형율 역치 (~ 4 mW)에서 작성된 두 개의 공극의 예. 제공 : Nature Photonics, doi : https://doi.org/10.1038/s41566-018-0327-9.

나노 미터 스케일까지 격자 형성을 제어하는 능력은 실제 광자 응용에서 유용 할 것이다. 예를 들어, 포토 닉 밴드 갭 격자는 포토 닉 정보 기술을위한 고체 레이저 결정에서 가시 광선에서 중간 적외선 범위의 정지 대역으로 설계 될 수 있습니다 . 3-D 나노 리소그래피 기술의 잠재력을 더욱 확대하기 위해 Rodeas et al. 격자 간격과 캐비티 크기가 다른 MOW (microstructured optical waveguide)를 설계했다. 그들은 가시 광선 조명 하에서 700nm 피치 격자가 관찰 된 길이 1 센티미터의 범위에서 치수를 얻었다. Rodeas et al. 재료 제작 전에 서브 파장 격자의 이론 및 시뮬레이션 방법을 수행했습니다. 수치 시뮬레이션의 경우 COMSOL Multiphysics 4.2 소프트웨어 에서 유한 요소법 (FEM)을 사용했습니다 . 과학자들은 제조 전에 YAG MOW를 모델링하기 위해 동일한 FEM 소프트웨어와 방법을 사용했습니다. 제어 된 3-D 결정 구조를 만들 수있는이 능력은 소형 모 놀리 식 솔리드 스테이트 레이저를 설계하기위한 새로운 경로를 열어줍니다. 생성 된 결정은 결정 내부에 기존 캐비티 요소 (격자, 섬유, 미세 유체 냉각 채널) 또는 새로운 미세 공진기를 통합 할 수 있습니다 . 대규모의 나노 구조 레이저 결정을 제조하는 전망은 계량 응용 분야에서 정밀 기술에 대한 새로운 기반을 제공 할 것이며 초소형 전자 공학에서의 초강력 변형 가능한 레이저 나노 섬유 및 의약품에서 약물 전달을 위한 잠재적 인 새로운 응용을 가능하게 할 것 입니다. 더 자세히 살펴보기 : 나노 패턴 다이아몬드에 대한 새로운 통찰력 추가 정보 : Airán Ródenas et al. 크리스탈의 3 차원 펨토초 레이저 나노 리소그래피, Nature Photonics (2018). DOI : 10.1038 / s41566-018-0327-9 Markus Deubel et al. 원거리 통신을위한 3 차원 광결정 템플릿의 직접 레이저 라이팅, Nature Materials (2004). DOI : 10.1038 / nmat1155 Amit Banerjee 외. 나노 스케일 다이아몬드의 초 탄성 탄성 변형, Science (2018). DOI : 10.1126 / science.aar4165 저널 참조 : Nature Photonics 자연 재료 과학

https://phys.org/news/2019-01-three-dimensional-femtosecond-laser-nanolithography-crystals.html