Tehokkaita röntgensäteitä ja ultraviolettivaloa

Singaporen Nanyangin teknologisen yliopiston (NTU Singapore) johtamat kansainväliset tutkijat ovat kehittäneet ja simuloineet uuden energiatehokkaan tavan tuottaa erittäin tarkennettuja ja tarkasti ohjattuja röntgensäteitä, jotka ovat jopa tuhat kertaa voimakkaampia kuin perinteisillä menetelmillä saadut.

Uusi menetelmä tasoittaa tietä erittäin korkealaatuiselle röntgenkuvaukselle, joka käyttää tehokkaita röntgensäteitä havaitakseen puutteita puolijohdesiruissa entistä tarkemmin. Se voisi mahdollistaa myös tarkennetun röntgenkuvauksen terveydenhoidon parissa, samalla kun se kuluttaa vähemmän energiaa.

Perusmekanismi on samanlainen kuin se, miten röntgensäteet valmistetaan tavanomaisesti röntgenputkilla. Mutta nyt elektronien liikkumisen aaltomaiset kuviot "muovataan" hyvin spesifisellä tavalla niin, että hiukkasten kulkureitti täsmää 2D-materiaalin jaksollista kiderakennetta.

Tämä johtaa teoriassa siihen, että röntgensäteet emittoituvat paljon normaalia korkeammalla intensiteetillä ja niitä voidaan hienosäätää niin, että ne syntyvät joko useisiin eri suuntiin tai yhteen yhteiseen suuntaan.

NTU:n professori Wong Liang Jie kertoo: "Elektronisen aallonmuodostuksen tarkkuus on ratkaisevan tärkeää syntyville röntgensäteille. Uskomme, että elektroniaallonmuodostustekniikoiden nopean edistymisen myötä ehdottamamme mekanismimme voidaan täysin toteuttaa intensiivisessä ja erittäin säädettävässä pöytätason röntgenteknologiassa.

Colorado Boulder yliopiston professori Andreas Becker ja hänen tiiminsä teoretisoivat uuden menetelmän tuottaa äärimmäistä ultraviolettivaloa (EUV) ja röntgenvaloa elliptisellä polarisaatiolla, jossa valoaaltojen värähtelyn suunta muuttuu.

Menetelmä voisi tarjota kokeilijoille yksinkertaisen tekniikan tällaisen valon tuottamiseksi, mikä on hyödyllistä fyysikoille, jotta he ymmärtävät paremmin elektronien välisiä vuorovaikutuksia materiaaleissa kvanttitasolla, mikä tasoittaa tietä parempien elektronisten rakenteiden suunnitteluun.

Elliptisesti polarisoidun röntgensäteen ja EUV-valon lähteet voivat olla hyödyllisiä kiraalisten ja magneettisten materiaalien tutkimisessa, koska niiden elektronit ovat herkkiä käytettyjen laserkenttien suunnalle.

Kiraalisia materiaaleja tai materiaaleja, joilla on erityinen symmetria, löytyy yleisesti elintarvikkeista ja lääkkeistä. Esimerkkinä on aspartaamimakeutusaine: vasenkätinen versio on makea, kun taas oikeakätinen ei.

Aiheista aiemmin:

Hiukkaskiihdytin mikropiirille

Tarkempaa röntgenresoluutiota

Synkronivalolähteitä EUV-litografiaan