Ван-дер-Ваальс материалына соқтығысқан бос электрондардың рентген сәулелерінің сәулеленуі.Несие: Technion – Израиль технологиялық институты
Technion зерттеушілері медициналық бейнелеу және басқа салаларда жетістіктерге әкелетін дәл сәулелену көздерін әзірледі.Олар қазіргі уақытта осындай міндеттер үшін пайдаланылатын қымбат және ауыр қондырғыларды алмастыра алатын нақты сәуле көздерін әзірледі.Ұсынылған құрылғы салыстырмалы түрде төмен энергия жұмсау кезінде жоғары ажыратымдылықпен реттелуі мүмкін тар спектрі бар басқарылатын сәуле шығарады.Нәтижелер әртүрлі салаларда, соның ішінде химиялық заттар мен биологиялық материалдарды талдау, медициналық бейнелеу, қауіпсіздік скринингі үшін рентген жабдығы және дәл рентген көздерін басқа да пайдалану сияқты жетістіктерге әкелуі мүмкін.

Nature Photonics журналында жарияланған зерттеуді профессор Идо Каминер және оның магистранты Майкл Шентсис Technion-дағы бірнеше ғылыми-зерттеу институттарымен: Эндрю және Эрна Витерби электротехника факультетімен, Қатты дене институтымен, Рассел Берри нанотехнологиялық институты (RBNI) және Хелен Диллер кванттық ғылым, материя және инженерия орталығы.

Зерттеушілердің мақаласы конститутивтік мақалалар сериясында соңғы онжылдықта әзірленген теориялық модельдер үшін тұжырымдаманың алғашқы дәлелін беретін эксперименталды бақылауды көрсетеді.Бұл тақырып бойынша бірінші мақала Nature Photonics журналында да пайда болды.Профессор Каминер MIT-де докторантура кезінде профессор Марин Сольячич пен профессор Джон Джоаннопулостың жетекшілігімен жазған бұл мақала екі өлшемді материалдардың рентген сәулелерін қалай жасай алатынын теориялық түрде көрсетті.Профессор Каминердің айтуынша, «бұл мақала екі өлшемді материалдардың және олардың әртүрлі комбинацияларының — гетероқұрылымдардың бірегей физикасына негізделген сәулелену көздеріне саяхаттың басы болды.Біз осы мақаланың теориялық жетістігіне сүйеніп, келесі мақалалар сериясын әзірледік, енді біз радиациялық параметрлерді дәл бақылай отырып, осындай материалдардан рентгендік сәулеленуді жасау бойынша алғашқы эксперименттік бақылау туралы хабарлауға қуаныштымыз. .”

Екі өлшемді материалдар – 2004 жылы физиктер Андре Гейм мен Константин Новоселовтің графенді әзірлеуімен ғылыми қоғамдастықты жаулап алған, кейінірек 2010 жылы физика бойынша Нобель сыйлығын жеңіп алған бірегей жасанды құрылымдар. Графен – бұл жасанды құрылым. көміртек атомдарынан жасалған жалғыз атомдық қалыңдығы.Алғашқы графен құрылымдарын екі Нобель сыйлығының лауреаты жабысқақ таспаны пайдаланып, қарындаштың «жазу материалы» графиттің жұқа қабаттарын аршу арқылы жасаған.Екі ғалым және кейінгі зерттеушілер графиннің графит қасиеттерінен ерекшеленетін бірегей және таңқаларлық қасиеттері бар екенін анықтады: орасан күш, толық дерлік мөлдірлік, электр өткізгіштік және сәуле шығаруға мүмкіндік беретін жарық өткізу қабілеті - осы мақалаға қатысты аспект.Бұл бірегей мүмкіндіктер химиялық және биологиялық сенсорлардың, күн батареяларының, жартылай өткізгіштердің, мониторлардың және т.б. болашақ ұрпақ үшін перспективалы графен және басқа екі өлшемді материалдарды жасайды.

Осы зерттеуге қайта оралмас бұрын атап өтуге болатын тағы бір Нобель сыйлығының иегері Иоганнес Дидерик ван дер Ваальс болып табылады, ол осыдан тура жүз жыл бұрын, 1910 жылы физика бойынша Нобель сыйлығын алған. Қазір оның атымен аталған материалдар — vdW материалдары — зерттеушілердің назарында. Каминердің зерттеулері.Графен де vdW материалының мысалы болып табылады, бірақ жаңа зерттеу енді басқа жетілдірілген vdW материалдары рентген сәулелерін шығару үшін пайдалырақ екенін анықтады.Technion зерттеушілері әртүрлі vdW материалдарын шығарды және олар арқылы белгілі бір бұрыштарда электронды сәулелерді жіберді, бұл басқарылатын және дәл түрде рентгендік сәуле шығаруға әкелді.Сонымен қатар, зерттеушілер vdW материалдарының отбасыларын жобалаудағы икемділікті пайдалана отырып, бұрын-соңды болмаған рұқсатта сәулелену спектрінің дәл реттелуін көрсетті.

Зерттеу тобының жаңа мақаласында эксперименттік нәтижелер мен жаңа теория бар, олар бірге екі өлшемді материалдарды басқарылатын және дәл сәулеленуді шығаратын ықшам жүйе ретінде инновациялық қолданудың тұжырымдамасын дәлелдейді.

«Тәжірибе мен оны түсіндіру үшін біз әзірлеген теория жарық-материяның өзара әрекеттесуін зерттеуге елеулі үлес қосады және рентгендік бейнелеуде (мысалы, медициналық рентген), рентгендік спектроскопияда әртүрлі қолданбаларға жол ашады. материалдарды және рентгендік режимдегі болашақ кванттық жарық көздерін сипаттау үшін», - деді профессор Каминер.