Emissjoni tar-raġġi X minn elettroni ħielsa li jolqtu fuq materjal van der Waals.Kreditu: Technion – Istitut tat-Teknoloġija tal-Iżrael
Riċerkaturi Technion żviluppaw sorsi ta 'radjazzjoni preċiżi li huma mistennija li jwasslu għal skoperti fl-immaġini mediċi u oqsma oħra.Huma żviluppaw sorsi ta' radjazzjoni preċiżi li jistgħu jissostitwixxu l-faċilitajiet għaljin u ingombranti li bħalissa qed jintużaw għal kompiti bħal dawn.L-apparat suġġerit jipproduċi radjazzjoni kkontrollata bi spettru dejjaq li jista 'jiġi sintonizzat b'riżoluzzjoni għolja, b'investiment ta' enerġija relattivament baxx.Is-sejbiet x'aktarx iwasslu għal skoperti f'varjetà ta 'oqsma, inkluż l-analiżi ta' kimiċi u materjali bijoloġiċi, immaġini mediċi, tagħmir tar-raġġi-X għall-iskrinjar tas-sigurtà, u użi oħra ta 'sorsi ta' raġġi-X preċiżi.

Ippubblikat fil-ġurnal Nature Photonics, l-istudju kien immexxi mill-Professur Ido Kaminer u l-istudent tal-master tiegħu Michael Shentcis bħala parti minn kollaborazzjoni ma 'diversi istituti ta' riċerka fil-Technion: il-Fakultà tal-Inġinerija Elettrika Andrew u Erna Viterbi, l-Istitut tal-Istat Solidu, il- Russell Berrie Nanotechnology Institute (RBNI), u ċ-Ċentru Helen Diller għax-Xjenza Quantum, Materja u Inġinerija.

Il-karta tar-riċerkaturi turi osservazzjoni sperimentali li tipprovdi l-ewwel prova ta 'kunċett għal mudelli teoretiċi żviluppati matul l-aħħar għaxar snin f'serje ta' artikoli kostituttivi.L-ewwel artiklu dwar is-suġġett deher ukoll f’Nature Photonics.Miktub mill-Prof. Kaminer waqt il-post-dottorat tiegħu fl-MIT, taħt is-superviżjoni tal-Prof. Marin Soljacic u l-Prof. John Joannopoulos, dak id-dokument ippreżenta teoretikament kif materjali bidimensjonali jistgħu joħolqu raġġi-X.Skont il-Prof. Kaminer, “dak l-artiklu mmarka l-bidu ta’ vjaġġ lejn sorsi ta’ radjazzjoni bbażati fuq il-fiżika unika ta’ materjali bidimensjonali u l-kombinazzjonijiet varji tagħhom—eterostrutturi.Aħna bnejna fuq l-avvanz teoretiku minn dak l-artikolu biex niżviluppaw serje ta 'artikoli ta' segwitu, u issa, aħna eċċitati li nħabbru l-ewwel osservazzjoni sperimentali dwar il-ħolqien ta 'radjazzjoni tar-raġġi X minn materjali bħal dawn, filwaqt li nikkontrollaw b'mod preċiż il-parametri tar-radjazzjoni .”

Materjali bidimensjonali huma strutturi artifiċjali uniċi li ħadu l-komunità xjentifika b'salt madwar is-sena 2004 bl-iżvilupp tal-grafene mill-fiżiċi Andre Geim u Konstantin Novoselov, li aktar tard rebħu l-Premju Nobel fil-Fiżika fl-2010. Il-grafene hija struttura artifiċjali ta' ħxuna atomika waħda magħmula minn atomi tal-karbonju.L-ewwel strutturi tal-graffen inħolqu miż-żewġ rebbieħa Nobel billi qaxxru saffi irqaq tal-grafita, il-"materjal tal-kitba" tal-lapes, bl-użu ta 'duct tape.Iż-żewġ xjenzati u riċerkaturi sussegwenti skoprew li graphene għandu proprjetajiet uniċi u sorprendenti li huma differenti mill-proprjetajiet tal-grafita: saħħa immensa, trasparenza kważi sħiħa, konduttività elettrika, u kapaċità li tittrażmetti d-dawl li tippermetti emissjoni ta 'radjazzjoni—aspett relatat mal-artikolu preżenti.Dawn il-karatteristiċi uniċi jagħmlu l-graphene u materjali oħra bidimensjonali promettenti għall-ġenerazzjonijiet futuri ta 'sensors kimiċi u bijoloġiċi, ċelloli solari, semikondutturi, moniters, u aktar.

Rebbieħ Nobel ieħor li għandu jissemma qabel ma jerġa’ lura għall-istudju preżenti huwa Johannes Diderik van der Waals, li rebaħ il-Premju Nobel għall-Fiżika eżattament mitt sena qabel, fl-1910. Il-materjali issa msemmijin għalih—materjali vdW—huwa l-fokus ta’ Ir-riċerka tal-Prof Kaminer.Il-grafene huwa wkoll eżempju ta 'materjal vdW, iżda l-istudju l-ġdid issa jsib li materjali vdW avvanzati oħra huma aktar utli għall-iskop li jipproduċu raġġi-X.Ir-riċerkaturi Technion ipproduċew materjali vdW differenti u bagħtu raġġi ta 'elettroni minn ġo fihom f'angoli speċifiċi li wasslu għal emissjoni ta' raġġi X b'mod ikkontrollat ​​u preċiż.Barra minn hekk, ir-riċerkaturi wrew sintonizzazzjoni preċiża tal-ispettru tar-radjazzjoni b'riżoluzzjoni bla preċedent, billi użaw il-flessibilità fit-tfassil ta 'familji ta' materjali vdW.

L-artiklu l-ġdid mill-grupp ta 'riċerka fih riżultati sperimentali u teorija ġdida li flimkien jipprovdu prova ta' kunċett għal applikazzjoni innovattiva ta 'materjali bidimensjonali bħala sistema kompatta li tipproduċi radjazzjoni kkontrollata u preċiża.

“L-esperiment u t-teorija li żviluppajna biex nispjegawh jagħtu kontribut sinifikanti għall-istudju tal-interazzjonijiet tal-materja ħafifa u jwittu t-triq għal applikazzjonijiet varjati fl-immaġini bir-raġġi-X (raġġi-X mediċi, pereżempju), l-ispettroskopija tar-raġġi-X użata biex tikkaratterizza materjali, u sorsi ta’ dawl quantum futuri fir-reġim tar-raġġi-X,” qal il-Prof. Kaminer.