Перестраиваемое рентгеновское излучение свободных электронов от вандерваальсовых материалов

Исследователи из Техниона - Израильского технологического института разработали точные источники излучения, которые могут заменить дорогостоящие и громоздкие установки, которые в настоящее время используются для таких задач. Предлагаемое устройство производит контролируемое излучение с узким спектром, которое можно настраивать с высоким разрешением при относительно низких затратах энергии. Полученные данные, вероятно, приведут к прорыву в различных областях, включая анализ химических веществ и биологических материалов, получение медицинских изображений, рентгеновское оборудование для проверки безопасности и другие виды использования точных источников рентгеновского излучения, сообщает сайт mzhost.ru.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Photonics , было проведено профессором Идо Каминером и его учеником Майклом Шенцисом в рамках сотрудничества с несколькими исследовательскими институтами Техниона: электротехническим факультетом Эндрю и Эрны Витерби, Институтом твердого тела, Институт нанотехнологий Рассела Берри (RBNI) и Центр квантовой науки, материи и техники Хелен Диллер.

В статье исследователей показано экспериментальное наблюдение, которое представляет собой первое доказательство концепции теоретических моделей, разработанных за последнее десятилетие в серии учредительных статей. Первая статья на эту тему также появилась в Nature Photonics.. Написанная профессором Каминером во время его постдока в Массачусетском технологическом институте под руководством профессора Марина Солячича и профессора Джона Джоаннопулоса, эта статья теоретически представила, как двумерные материалы могут создавать рентгеновские лучи. По словам профессора Каминера, «эта статья ознаменовала начало пути к источникам излучения, основанным на уникальной физике двумерных материалов и их различных комбинаций - гетероструктур. Мы опирались на теоретический прорыв этой статьи, чтобы разработать серию следующих статей, и теперь мы рады объявить о первом экспериментальном наблюдении по созданию рентгеновского излучения из таких материалов при точном контроле параметров излучения ».

Двумерные материалы - это уникальные искусственные структуры, которые штурмом взяли научное сообщество в 2004 году, когда физики Андре Гейм и Константин Новоселов разработали графен, позже получивший Нобелевскую премию по физике в 2010 году. Графен - это искусственная структура одиночная атомная толщина состоит из атомов углерода. Первые графеновые структуры были созданы двумя нобелевскими лауреатами путем снятия тонких слоев графита, «пишущего материала» карандаша, с помощью клейкой ленты. Двое ученых и последующие исследователи обнаружили, что графен обладает уникальными и удивительными свойствами, которые отличаются от свойств графита: огромная прочность, почти полная прозрачность, электрическая проводимость и светопропускная способность, позволяющая излучать излучение ¬ аспект, связанный с настоящей статьей.

Еще один лауреат Нобелевской премии, о котором следует упомянуть, прежде чем вернуться к настоящему исследованию, - это Йоханнес Дидерик ван дер Ваальс, который получил Нобелевскую премию по физике ровно сто лет назад, в 1910 году. Материалы, названные в его честь ¬¬¬- vdW материалы - являются центром исследований профессора Каминера. Графен также является примером материала vdW, но новое исследование теперь обнаруживает, что другие передовые материалы vdW более полезны для получения рентгеновских лучей. Исследователи Техниона создали различные материалы с двойным волноводом и направили через них пучки электронов под определенными углами, что привело к контролируемому и точному рентгеновскому излучению. Кроме того, исследователи продемонстрировали точную настраиваемость спектра излучения с беспрецедентным разрешением, используя гибкость при разработке семейств материалов с двойным водовыпуском.

Новая статья исследовательской группы содержит экспериментальные результаты и новую теорию, которые вместе обеспечивают доказательство концепции инновационного применения двумерных материалов как компактной системы, производящей контролируемое и точное излучение.

"Эксперимент и теория, которую мы разработали для его объяснения, вносят значительный вклад в изучение взаимодействия света и вещества и открывают путь для различных применений в рентгеновской визуализации (например, в медицинской рентгенографии), в рентгеновской спектроскопии. для характеристики материалов и будущих квантовых источников света в рентгеновском режиме », - сказал профессор Каминер.