Емисија на Х-зраци од слободни електрони кои напаѓаат на материјал од Ван дер Валс.Кредит: Технион – Израелски институт за технологија
Истражувачите на Technion развија точни извори на зрачење кои се очекува да доведат до откритија во медицинските слики и други области.Тие развија прецизни извори на радијација кои можат да ги заменат скапите и незгодни објекти кои моментално се користат за такви задачи.Предложениот апарат произведува контролирано зрачење со тесен спектар што може да се подеси со висока резолуција, со релативно ниска инвестиција на енергија.Наодите најверојатно ќе доведат до откритија во различни области, вклучително и анализа на хемикалии и биолошки материјали, медицински слики, опрема за рендген за безбедносен скрининг и други употреби на точни извори на Х-зраци.

Објавено во списанието Nature Photonics, студијата ја водеа професорот Идо Каминер и неговиот магистер Мајкл Шентцис како дел од соработката со неколку истражувачки институти во Технион: Електротехничкиот факултет Ендрју и Ерна Витерби, Институтот за цврста држава, Нанотехнолошкиот институт Расел Бери (РБНИ) и Центарот за квантна наука, материја и инженерство Хелен Дилер.

Трудот на истражувачите покажува експериментално набљудување кое го дава првиот доказ за концепт за теоретски модели развиени во текот на последната деценија во серија конститутивни написи.Првата статија на оваа тема се појави и во Nature Photonics.Напишан од проф. Каминер за време на неговиот постдоктор на МИТ, под надзор на проф. Марин Шољачиќ и проф. Џон Јоанапулос, тој труд теоретски презентираше како дводимензионалните материјали можат да создадат рендгенски зраци.Според проф. Каминер, „таа статија го означи почетокот на патувањето кон изворите на радијација засновано на уникатната физика на дводимензионалните материјали и нивните различни комбинации - хетероструктури.Го изградивме теоретскиот пробив од тој напис за да развиеме серија последователни написи, а сега, возбудени сме да го објавиме првото експериментално набљудување за создавањето на рендгенско зрачење од такви материјали, додека прецизно ги контролираме параметрите на зрачењето .“

Дводимензионалните материјали се уникатни вештачки структури кои ја зафатија научната заедница околу 2004 година со развојот на графен од физичарите Андре Геим и Константин Новоселов, кои подоцна ја добија Нобеловата награда за физика во 2010 година. Графенот е вештачка структура на единечна атомска дебелина направена од јаглеродни атоми.Првите структури на графен беа создадени од двајцата нобеловци со лупење на тенки слоеви графит, „материјалот за пишување“ на моливот, со помош на селотејп.Двајцата научници и последователните истражувачи открија дека графенот има уникатни и изненадувачки својства кои се разликуваат од својствата на графитот: огромна јачина, речиси целосна транспарентност, електрична спроводливост и способност за пренос на светлина што овозможува емисија на зрачење - аспект поврзан со овој напис.Овие уникатни карактеристики го прават графенот и другите дводимензионални материјали ветувачки за идните генерации на хемиски и биолошки сензори, соларни ќелии, полупроводници, монитори и многу повеќе.

Друг нобеловец што треба да се спомене пред да се врати на оваа студија е Јоханес Дидерик ван дер Валс, кој ја доби Нобеловата награда за физика точно сто години порано, во 1910 година. Истражувањето на проф. Каминер.Графенот е исто така пример за vdW материјал, но новата студија сега открива дека другите напредни vdW материјали се покорисни за производство на Х-зраци.Истражувачите на Technion произведоа различни vdW материјали и испратија електронски зраци низ нив под одредени агли што доведоа до емисија на Х-зраци на контролиран и прецизен начин.Понатаму, истражувачите покажаа прецизна приспособливост на спектарот на зрачење со невидена резолуција, користејќи ја флексибилноста во дизајнирањето фамилии на vdW материјали.

Новиот напис на истражувачката група содржи експериментални резултати и нова теорија кои заедно обезбедуваат доказ за концепт за иновативна примена на дводимензионални материјали како компактен систем кој произведува контролирано и прецизно зрачење.

„Експериментот и теоријата што ја развивме за да го објасниме, имаат значаен придонес во проучувањето на интеракциите меѓу светлината и материја и го отвораат патот за различни апликации во снимањето на Х-зраци (медицински рендген, на пример), користена спектроскопија на Х-зраци да се карактеризираат материјалите и идните извори на квантна светлина во режимот на Х-зраци“, рече проф. Каминер.