Վան դեր Վալսի նյութի վրա ներխուժող ազատ էլեկտրոնների ռենտգենյան ճառագայթում:Վարկ՝ Technion – Իսրայելի տեխնոլոգիական ինստիտուտ
Technion հետազոտողները մշակել են ճշգրիտ ճառագայթման աղբյուրներ, որոնք ակնկալվում է, որ կհանգեցնեն բեկումների բժշկական պատկերավորման և այլ ոլորտներում:Նրանք մշակել են ճշգրիտ ճառագայթման աղբյուրներ, որոնք կարող են փոխարինել թանկարժեք և դժվարին սարքավորումներին, որոնք ներկայումս օգտագործվում են նման խնդիրների համար:Առաջարկվող ապարատը արտադրում է վերահսկվող ճառագայթում նեղ սպեկտրով, որը կարող է կարգավորվել բարձր լուծաչափով, համեմատաբար ցածր էներգիայի ներդրմամբ:Գտածոները, ամենայն հավանականությամբ, կհանգեցնեն բեկումների տարբեր ոլորտներում, այդ թվում՝ քիմիական նյութերի և կենսաբանական նյութերի վերլուծության, բժշկական պատկերների, անվտանգության զննման ռենտգեն սարքավորումների և ճշգրիտ ռենտգենյան աղբյուրների այլ կիրառումների:

Հրատարակված Nature Photonics ամսագրում, հետազոտությունը ղեկավարել են պրոֆեսոր Իդո Կամիները և նրա մագիստրատուրայի ուսանող Մայքլ Շենցիսը՝ որպես Technion-ի մի քանի հետազոտական ​​ինստիտուտների հետ համագործակցության մաս՝ Էնդրյու և Էռնա Վիտերբիի Էլեկտրատեխնիկայի ֆակուլտետը, Solid State Institute, Ռասել Բերիի Նանոտեխնոլոգիայի ինստիտուտը (RBNI) և Հելեն Դիլլերի քվանտային գիտության, նյութի և ճարտարագիտության կենտրոնը:

Հետազոտողների աշխատությունը ցույց է տալիս փորձարարական դիտարկում, որն ապահովում է առաջին հայեցակարգի ապացույցը տեսական մոդելների համար, որոնք մշակվել են վերջին տասնամյակի ընթացքում մի շարք հիմնարար հոդվածներում:Այս թեմայով առաջին հոդվածը հայտնվել է նաև Nature Photonics ամսագրում:Գրված պրոֆ. Կամիների կողմից MIT-ում իր հետդոկտորականի ժամանակ, պրոֆեսոր Մարին Սոլյաչիչի և պրոֆ. Ջոն Յոաննոպուլոսի ղեկավարությամբ, այդ աշխատությունը տեսականորեն ներկայացրեց, թե ինչպես երկչափ նյութերը կարող են ռենտգենյան ճառագայթներ ստեղծել:Ըստ պրոֆեսոր Կամինների, «այդ հոդվածը նշանավորեց դեպի ճառագայթման աղբյուրների ճանապարհորդության սկիզբը՝ հիմնված երկչափ նյութերի և դրանց տարբեր համակցությունների՝ հետերոկառուցվածքների յուրահատուկ ֆիզիկայի վրա:Մենք հիմնվել ենք այդ հոդվածի տեսական առաջընթացի վրա՝ մշակելու մի շարք հետագա հոդվածներ, և այժմ մենք ոգևորված ենք հայտարարելու առաջին փորձարարական դիտարկումը նման նյութերից ռենտգեն ճառագայթման ստեղծման վերաբերյալ՝ միաժամանակ ճշգրիտ վերահսկելով ճառագայթման պարամետրերը: »:

Երկչափ նյութերը եզակի արհեստական ​​կառույցներ են, որոնք փոթորկեցին գիտական ​​հանրությունը 2004 թվականին ֆիզիկոսներ Անդրե Գեյմի և Կոնստանտին Նովոսելովի կողմից գրաֆենի մշակմամբ, որոնք հետագայում արժանացան ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակին 2010 թվականին: Գրաֆենը արհեստական ​​կառույց է: ածխածնի ատոմներից պատրաստված մեկ ատոմային հաստություն:Գրաֆենի առաջին կառուցվածքները ստեղծվել են Նոբելյան երկու դափնեկիրների կողմից՝ մատիտի «գրելու նյութի»՝ գրաֆիտի բարակ շերտերը կպչուն ժապավենի միջոցով մաքրելով:Երկու գիտնականները և հետագա հետազոտողները պարզեցին, որ գրաֆենն ունի եզակի և զարմանալի հատկություններ, որոնք տարբերվում են գրաֆիտի հատկություններից. հսկայական ուժ, գրեթե ամբողջական թափանցիկություն, էլեկտրական հաղորդունակություն և լույս փոխանցելու կարողություն, որը թույլ է տալիս ճառագայթման արտանետում, որը կապված է սույն հոդվածի հետ:Այս եզակի առանձնահատկությունները գրաֆենը և այլ երկչափ նյութերը խոստումնալից են դարձնում քիմիական և կենսաբանական տվիչների, արևային բջիջների, կիսահաղորդիչների, մոնիտորների և այլնի ապագա սերունդների համար:

Մեկ այլ Նոբելյան դափնեկիր, որը պետք է հիշատակվի մինչ այս ուսումնասիրությանը վերադառնալը, Յոհաննես Դիդերիկ վան դեր Վաալսն է, ով ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի է արժանացել ուղիղ հարյուր տարի առաջ՝ 1910 թվականին: Այժմ նրա անունը կրող նյութերը՝ vdW նյութերը, ուշադրության կենտրոնում են։ Պրոֆեսոր Կամիների հետազոտությունը.Գրաֆենը նաև vdW նյութի օրինակ է, սակայն նոր ուսումնասիրությունն այժմ պարզում է, որ այլ առաջադեմ vdW նյութերն ավելի օգտակար են ռենտգենյան ճառագայթներ արտադրելու համար:Technion-ի հետազոտողները արտադրել են տարբեր vdW նյութեր և դրանց միջով ուղարկել էլեկտրոնային ճառագայթներ հատուկ անկյուններով, որոնք հանգեցրել են ռենտգենյան ճառագայթների վերահսկվող և ճշգրիտ ձևով:Ավելին, հետազոտողները ցուցադրեցին ճառագայթման սպեկտրի ճշգրիտ կարգավորելիությունը աննախադեպ լուծաչափով, օգտագործելով ճկունությունը vdW նյութերի ընտանիքների նախագծման մեջ:

Հետազոտական ​​խմբի նոր հոդվածը պարունակում է փորձարարական արդյունքներ և նոր տեսություն, որոնք միասին ապահովում են երկչափ նյութերի նորարարական կիրառման հայեցակարգի ապացույց՝ որպես կոմպակտ համակարգ, որն արտադրում է վերահսկվող և ճշգրիտ ճառագայթում:

«Փորձը և տեսությունը, որը մենք մշակել ենք այն բացատրելու համար, զգալի ներդրում են ունենում լույսի և նյութի փոխազդեցության ուսումնասիրության մեջ և ճանապարհ են հարթում ռենտգենյան պատկերում տարբեր կիրառությունների համար (օրինակ՝ բժշկական ռենտգեն), օգտագործված ռենտգենյան սպեկտրոսկոպիա։ նյութերը և ապագա քվանտային լույսի աղբյուրները ռենտգենյան ռեժիմում բնութագրելու համար», - ասաց պրոֆ. Կամինները: