반 데르 발스 물질에 충돌하는 자유 전자에 의한 X선 방출.크레딧: Technion – 이스라엘 공과대학
Technion 연구원들은 의료 영상 및 기타 분야의 돌파구로 이어질 것으로 예상되는 정확한 방사선 소스를 개발했습니다.그들은 현재 그러한 작업에 사용되는 비싸고 번거로운 시설을 대체할 수 있는 정확한 방사선원을 개발했습니다.제안된 장치는 상대적으로 낮은 에너지 투자로 고해상도로 조정할 수 있는 좁은 스펙트럼의 제어된 방사선을 생성합니다.이 발견은 화학 및 생물학적 재료 분석, 의료 영상, 보안 검색용 X-ray 장비 및 기타 정확한 X-ray 소스 사용을 포함하여 다양한 분야에서 획기적인 발전으로 이어질 것입니다.

Nature Photonics 저널에 발표된 이 연구는 Technion의 여러 연구 기관인 Andrew 및 Erna Viterbi 전기 공학부, Solid State Institute, Russell Berrie Nanotechnology Institute(RBNI) 및 Helen Diller Center for Quantum Science, Matter and Engineering.

연구원의 논문은 일련의 구성 기사에서 지난 10년 동안 개발된 이론적 모델에 대한 최초의 개념 증명을 제공하는 실험적 관찰을 보여줍니다.이 주제에 대한 첫 번째 기사는 Nature Photonics에도 게재되었습니다.Kaminer 교수가 MIT에서 박사 후 과정을 밟는 동안 Marin Soljacic 교수와 John Joannopoulos 교수의 감독 아래 작성한 이 논문은 2차원 물질이 X선을 생성할 수 있는 방법을 이론적으로 제시했습니다.Kaminer 교수에 따르면, “그 논문은 2차원 물질의 고유한 물리학과 다양한 조합인 이종 구조를 기반으로 하는 방사선원을 향한 여정의 시작을 알렸습니다.우리는 일련의 후속 기사를 개발하기 위해 해당 기사의 이론적 돌파구를 구축했으며 이제 방사선 매개변수를 정밀하게 제어하면서 이러한 물질에서 X선 ​​방사선 생성에 대한 최초의 실험적 관찰을 발표하게 되어 기쁩니다. .”

2차원 물질은 2010년 노벨 물리학상을 수상한 물리학자 안드레 가임과 콘스탄틴 노보셀로프가 그래핀을 개발하면서 2004년경 과학계를 강타한 독특한 인공 구조물입니다. 탄소 원자로 만든 단일 원자 두께.최초의 그래핀 구조는 두 명의 노벨상 수상자에 의해 덕트 테이프를 사용하여 연필의 "필기 재료"인 흑연의 얇은 층을 벗겨내어 만들어졌습니다.두 과학자와 후속 연구원들은 그래핀이 흑연 특성과 다른 독특하고 놀라운 특성을 가지고 있음을 발견했습니다. 엄청난 강도, 거의 완벽한 투명성, 전기 전도도 및 현재 기사와 관련된 측면인 방사선 방출을 허용하는 광 투과 능력입니다.이러한 고유한 특징으로 인해 그래핀 및 기타 2차원 재료는 미래 세대의 화학 및 생물학적 센서, 태양 전지, 반도체, 모니터 등에 유망합니다.

본 연구로 돌아가기 전에 언급해야 할 또 다른 노벨상 수상자는 정확히 100년 전인 1910년에 노벨 물리학상을 수상한 Johannes Diderik van der Waals입니다. Kaminer 교수의 연구.그래핀도 vdW 재료의 한 예이지만 새로운 연구는 이제 다른 고급 vdW 재료가 X선 생성 목적에 더 유용하다는 것을 발견했습니다.Technion 연구원들은 다양한 vdW 재료를 생산하고 제어되고 정확한 방식으로 X선 방출을 유도하는 특정 각도에서 전자빔을 통과시켰습니다.또한 연구원들은 vdW 재료 제품군 설계의 유연성을 활용하여 전례 없는 해상도에서 방사선 스펙트럼의 정밀한 조정 가능성을 시연했습니다.

연구 그룹의 새 기사에는 제어되고 정확한 방사선을 생성하는 소형 시스템으로서 2차원 재료의 혁신적인 적용에 대한 개념 증명을 함께 제공하는 실험 결과와 새로운 이론이 포함되어 있습니다.

"이를 설명하기 위해 개발한 실험과 이론은 광물질 상호작용 연구에 크게 기여하고 X선 이미징(예: 의료용 X선), 물질을 특성화하고 X선 영역에서 미래의 양자 광원을 특성화하는 것”이라고 Kaminer 교수는 말했습니다.