Рендгенска емисија слободних електрона који ударају о ван дер Валсов материјал.Заслуге: Тецхнион – Израелски технолошки институт
Технион истраживачи су развили прецизне изворе зрачења за које се очекује да доведу до продора у медицинском снимању и другим областима.Они су развили прецизне изворе зрачења који могу заменити скупе и гломазне објекте који се тренутно користе за такве задатке.Предложени апарат производи контролисано зрачење са уским спектром који се може подесити са високом резолуцијом, уз релативно мало улагање енергије.Налази ће вероватно довести до открића у различитим областима, укључујући анализу хемикалија и биолошких материјала, медицинско снимање, рендгенску опрему за безбедносни скрининг и друге употребе тачних извора рендгенских зрака.

Објављену у часопису Натуре Пхотоницс, студију су водили професор Идо Каминер и његов студент на мастер студијама Мицхаел Сентцис у оквиру сарадње са неколико истраживачких института у Тецхниону: Факултет електротехнике Андрев анд Ерна Витерби, Институт Солид Стате, Институт за нанотехнологију Русселл Беррие (РБНИ) и Хелен Диллер Центар за квантну науку, материју и инжењерство.

Рад истраживача показује експериментално запажање које пружа први доказ концепта за теоријске моделе развијене током последње деценије у низу конститутивних чланака.Први чланак на ову тему такође се појавио у Натуре Пхотоницс.Написан од стране проф. Каминера током постдокторског студија на МИТ-у, под надзором проф. Марина Сољачића и проф. Џона Јоанопулоса, тај рад је теоријски представио како дводимензионални материјали могу да створе Кс-зраке.Према речима проф. Каминера, „тај чланак је означио почетак путовања ка изворима зрачења заснованог на јединственој физици дводимензионалних материјала и њихових различитих комбинација – хетероструктура.Надоградили смо теоријски напредак из тог чланка како бисмо развили серију чланака који следе, а сада смо узбуђени што можемо да најавимо прво експериментално запажање о стварању рендгенског зрачења из таквих материјала, уз прецизну контролу параметара зрачења .”

Дводимензионални материјали су јединствене вештачке структуре које су захватиле научну заједницу око 2004. године развојем графена од стране физичара Андре Геима и Константина Новоселова, који је касније добио Нобелову награду за физику 2010. Графен је вештачка структура појединачна атомска дебљина направљена од атома угљеника.Прве структуре графена створила су два нобеловца тако што су скинули танке слојеве графита, „материјала за писање“ оловке, помоћу лепљиве траке.Два научника и каснији истраживачи открили су да графен има јединствена и изненађујућа својства која се разликују од својстава графита: огромну снагу, скоро потпуну транспарентност, електричну проводљивост и способност преноса светлости која омогућава емитовање зрачења – аспект који се односи на овај чланак.Ове јединствене карактеристике чине графен и друге дводимензионалне материјале обећавајућим за будуће генерације хемијских и биолошких сензора, соларних ћелија, полупроводника, монитора и још много тога.

Још један нобеловац кога треба поменути пре него што се вратимо на ову студију је Јоханес Дидерик ван дер Валс, који је добио Нобелову награду за физику тачно сто година раније, 1910. Материјали који су сада названи по њему – вдВ материјали – су у фокусу Истраживање проф.Каминера.Графен је такође пример вдВ материјала, али нова студија сада открива да су други напредни вдВ материјали кориснији у сврху производње рендгенских зрака.Тецхнион истраживачи су произвели различите вдВ материјале и слали електронске зраке кроз њих под одређеним угловима који су довели до емисије рендгенских зрака на контролисан и прецизан начин.Штавише, истраживачи су показали прецизну прилагодљивост спектра зрачења у резолуцији без преседана, користећи флексибилност у дизајнирању породица вдВ материјала.

Нови чланак истраживачке групе садржи експерименталне резултате и нову теорију који заједно пружају доказ концепта за иновативну примену дводимензионалних материјала као компактног система који производи контролисано и тачно зрачење.

„Експеримент и теорија коју смо развили да бисмо то објаснили дају значајан допринос проучавању интеракција светлости и материје и отварају пут за различите примене у рендгенским сликама (медицински рендгенски зраци, на пример), рендгенска спектроскопија се користи да карактерише материјале и будуће квантне изворе светлости у рендгенском режиму“, рекао је проф. Каминер.