Rentgenfota emisio de liberaj elektronoj influantaj sur kamioneto der Waals-materialon.Kredito: Technion - Israela Instituto pri Teknologio
Technion-esploristoj evoluigis precizajn radiadfontojn kiuj estas atenditaj konduki al sukcesoj en medicina bildigo kaj aliaj areoj.Ili evoluigis precizajn radiadfontojn kiuj povas anstataŭigi la multekostajn kaj maloportunajn instalaĵojn nuntempe uzitajn por tiaj taskoj.La proponita aparato produktas kontrolitan radiadon kun mallarĝa spektro kiu povas esti agordita kun alta rezolucio, ĉe relative malalta energiinvesto.La trovoj verŝajne kondukos al sukcesoj en diversaj kampoj, inkluzive de la analizo de kemiaĵoj kaj biologiaj materialoj, medicina bildigo, rentgen-ekipaĵo por sekureca ekzamenado kaj aliaj uzoj de precizaj rentgenfontoj.

Publikigita en la revuo Nature Photonics, la studo estis gvidita de profesoro Ido Kaminer kaj lia magistro-studento Michael Shentcis kadre de kunlaboro kun pluraj esplorinstitutoj ĉe la Technion: la Andrew kaj Erna Viterbi Fakultato de Elektrotekniko, la Solid State Institute, la Russell Berrie Nanotechnology Institute (RBNI), kaj la Helen Diller Centro por Kvantuma Scienco, Materio kaj Inĝenieristiko.

La artikolo de la esploristoj montras eksperimentan observon kiu disponigas la unuan pruvon de koncepto por teoriaj modeloj evoluigitaj dum la lasta jardeko en serio de konstituigaj artikoloj.La unua artikolo pri la temo aperis ankaŭ en Nature Photonics.Verkita de Prof. Kaminer dum sia postdoktoreco ĉe MIT, sub la superrigardo de Prof. Marin Soljacic kaj Prof. John Joannopoulos, tiu artikolo prezentis teorie kiel dudimensiaj materialoj povas krei Rentgenradiojn.Laŭ Prof. Kaminer, “tiu artikolo markis la komencon de vojaĝo al radiadfontoj bazita sur la unika fiziko de dudimensiaj materialoj kaj iliaj diversaj kombinaĵoj — heterostrukturoj.Ni konstruis sur la teoria sukceso de tiu artikolo por evoluigi serion de sekvaj artikoloj, kaj nun, ni ĝojas anonci la unuan eksperimentan observon pri la kreado de X-radia radiado el tiaj materialoj, dum precize kontrolante la radiajn parametrojn. .”

Dudimensiaj materialoj estas unikaj artefaritaj strukturoj kiuj atakis la sciencan komunumon per ŝtormo ĉirkaŭ la jaro 2004 kun la disvolviĝo de grafeno fare de fizikistoj Andre Geim kaj Konstantin Novoselov, kiuj poste gajnis la Nobel-premion pri fiziko en 2010. Grafeno estas artefarita strukturo de ununura atomdikeco farita el karbonatomoj.La unuaj grafenaj strukturoj estis kreitaj de la du Nobel-premiitoj senŝeligante maldikajn tavolojn de grafito, la "skriba materialo" de la krajono, uzante glubendon.La du sciencistoj kaj postaj esploristoj malkovris, ke grafeno havas unikajn kaj surprizajn ecojn, kiuj diferencas de grafitaj propraĵoj: grandega forto, preskaŭ kompleta travidebleco, elektra kondukteco kaj lum-transdona kapableco, kiu permesas radiadon - aspekto rilata al la nuna artikolo.Ĉi tiuj unikaj trajtoj igas grafenon kaj aliajn dudimensiajn materialojn esperigaj por estontaj generacioj de kemiaj kaj biologiaj sensiloj, sunĉeloj, duonkonduktaĵoj, ekranoj kaj pli.

Alia nobelpremiito, kiun menciindas antaŭ ol reveni al la nuna studo, estas Johannes Diderik van der Waals, kiu gajnis la Nobel-premion pri fiziko ĝuste cent jarojn pli frue, en 1910. La materialoj nun nomitaj laŭ li—vdW-materialoj—estas la fokuso de La esploroj de Prof. Kaminer.Grafeno ankaŭ estas ekzemplo de vdW-materialo, sed la nova studo nun trovas ke aliaj altnivelaj vdW-materialoj estas pli utilaj por la celo de produktado de Rentgenradioj.La Technion-esploristoj produktis malsamajn vdW-materialojn kaj sendis elektronradiojn tra ili laŭ specifaj anguloj kiuj kondukis al ikso-radia emisio en kontrolita kaj preciza maniero.Krome, la esploristoj pruvis precizan agordeblecon de la radiada spektro ĉe senprecedenca rezolucio, utiligante la flekseblecon en desegnado de familioj de vdW-materialoj.

La nova artikolo de la esplorgrupo enhavas eksperimentajn rezultojn kaj novan teorion, kiuj kune provizas pruvon de koncepto por noviga apliko de dudimensiaj materialoj kiel kompakta sistemo, kiu produktas kontrolitan kaj precizan radiadon.

"La eksperimento kaj la teorio, kiun ni evoluigis por klarigi ĝin, faras signifan kontribuon al la studo de lum-materia interagoj kaj malfermas la vojon por diversaj aplikoj en Rentgenfota bildigo (medicina Rentgenfota, ekzemple), Rentgenfota spektroskopio uzata. por karakterizi materialojn, kaj estontajn kvantumajn lumfontojn en la reĝimo de X-radio,” diris Prof. Kaminer.