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范德华材料的可调谐自由电子X射线辐射:该辐射可以以较低的能量投资以高分辨率进行调谐
2020年10月16日    阅读量:     新闻来源:中国玻璃网 meesm.com  |  投稿

以色列理工学院的研究人员已经开发出精确的辐射源,可以替代目前用于此类任务的昂贵且笨重的设施。


所提出的装置产生具有较窄光谱的受控辐射,该辐射可以以较低的能量投资以高分辨率进行调谐。


这些发现可能会导致在各个领域取得突破,包括化学和生物材料分析,医学成像,用于安全检查的X射线设备以及精确X射线源的其他用途中国玻璃网meesm.com


该研究发表在《自然光子学》杂志上,由Ido Kaminer教授及其硕士生Michael Shentcis领导,是与Technion的多个研究机构合作的一部分:安德鲁和Erna Viterbi电机工程学院,固体研究所,罗素·贝里纳米技术研究所(RBNI)和海伦·迪勒量子科学,物质与工程中心。


研究人员的论文显示了一项实验观察结果,为一系列结构性文章中近十年来开发的理论模型提供了第一个概念验证。关于该主题的第一篇文章也发表在《自然光子学》上。


由Kaminer教授在麻省理工学院博士后期间撰写的论文,在Marin Soljacic教授和John Joannopoulos教授的指导下,从理论上介绍了二维材料如何产生X射线。根据Kaminer教授的说法,“该文章标志着基于二维材料及其各种组合(异质结构)的独特物理学向辐射源发展的旅程的开始。


我们基于该文章的理论突破,开发了一系列关于后续文章的内容,现在,我们很高兴宣布有关由这种材料产生X射线辐射的第一个实验观察,同时精确控制辐射参数。”


二维材料是独特的人工结构,物理学家安德烈·吉姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃塞洛夫(Konstantin Novoselov)后来在2010年获得了诺贝尔物理学奖。由碳原子制成的单个原子厚度。


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由两个诺贝尔奖获得者通过使用胶带将石墨(铅笔的“书写材料”)薄层剥离而创建了第一个石墨烯结构。


两位科学家和随后的研究人员发现,石墨烯具有不同于石墨特性的独特且令人惊讶的特性:巨大的强度,几乎完全的透明性,导电性以及允许辐射发射的透光能力-与本文相关的一个方面。


回到本研究之前,应该提到的另一位诺贝尔奖获得者是约翰内斯·狄德瑞克·范·德瓦尔斯(Johannes Diderik van der Waals),他正是在100年前(即1010年)获得了诺贝尔物理学奖。现在,以他的名字命名的材料-vdW材料-是Kaminer教授研究的重点。


石墨烯也是vdW材料的一个例子,但是现在的新研究发现,其他先进的vdW材料对于产生X射线更有用。Technion的研究人员生产了不同的vdW材料,并以特定角度通过电子束发送电子束,从而以受控和准确的方式导致X射线发射。


此外,研究人员利用设计vdW材料系列的灵活性,展示了在前所未有的分辨率下辐射光谱的精确可调性。


该研究小组的新文章包含实验结果和新理论,这些理论和理论共同为二维材料作为产生可控且精确辐射的紧凑系统的创新应用提供了概念验证。


“实验和我们开发的用于解释它的理论为光物质相互作用的研究做出了重大贡献,并为在X射线成像(例如医学X射线),所使用的X射线光谱学中的各种应用铺平了道路。以表征材料以及X射线系统中未来的量子光源,” Kaminer教授说。


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