वैन डेर वाल्स सामग्री पर मुक्त इलेक्ट्रॉनों के टकराने से एक्स-रे उत्सर्जन।श्रेय: टेक्नियन - इज़राइल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी
टेक्नियन शोधकर्ताओं ने सटीक विकिरण स्रोत विकसित किए हैं जिनसे चिकित्सा इमेजिंग और अन्य क्षेत्रों में सफलता मिलने की उम्मीद है।उन्होंने सटीक विकिरण स्रोत विकसित किए हैं जो वर्तमान में ऐसे कार्यों के लिए उपयोग की जाने वाली महंगी और बोझिल सुविधाओं की जगह ले सकते हैं।सुझाया गया उपकरण एक संकीर्ण स्पेक्ट्रम के साथ नियंत्रित विकिरण उत्पन्न करता है जिसे अपेक्षाकृत कम ऊर्जा निवेश पर उच्च रिज़ॉल्यूशन के साथ ट्यून किया जा सकता है।निष्कर्षों से विभिन्न क्षेत्रों में सफलता मिलने की संभावना है, जिसमें रसायनों और जैविक सामग्रियों का विश्लेषण, चिकित्सा इमेजिंग, सुरक्षा जांच के लिए एक्स-रे उपकरण और सटीक एक्स-रे स्रोतों के अन्य उपयोग शामिल हैं।

नेचर फोटोनिक्स जर्नल में प्रकाशित, इस अध्ययन का नेतृत्व प्रोफेसर इडो कामिनर और उनके मास्टर के छात्र माइकल शेंटसिस ने तकनीक में कई शोध संस्थानों के सहयोग से किया था: एंड्रयू और एर्ना विटर्बी इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग संकाय, सॉलिड स्टेट इंस्टीट्यूट, रसेल बेरी नैनोटेक्नोलॉजी इंस्टीट्यूट (आरबीएनआई), और हेलेन डिलर सेंटर फॉर क्वांटम साइंस, मैटर एंड इंजीनियरिंग।

शोधकर्ताओं का पेपर एक प्रायोगिक अवलोकन दिखाता है जो पिछले दशक में संवैधानिक लेखों की एक श्रृंखला में विकसित सैद्धांतिक मॉडल के लिए अवधारणा का पहला प्रमाण प्रदान करता है।इस विषय पर पहला लेख नेचर फोटोनिक्स में भी छपा।प्रो. कामिनर द्वारा एमआईटी में अपने पोस्टडॉक के दौरान, प्रो. मारिन सोलजेसिक और प्रो. जॉन जोआनोपोलोस की देखरेख में लिखा गया, वह पेपर सैद्धांतिक रूप से प्रस्तुत करता है कि कैसे दो-आयामी सामग्री एक्स-रे बना सकती है।प्रो. कामिनर के अनुसार, “उस लेख ने द्वि-आयामी सामग्रियों और उनके विभिन्न संयोजनों-हेटरोस्ट्रक्चर की अनूठी भौतिकी के आधार पर विकिरण स्रोतों की ओर एक यात्रा की शुरुआत को चिह्नित किया।हमने अनुवर्ती लेखों की एक श्रृंखला विकसित करने के लिए उस लेख से सैद्धांतिक सफलता हासिल की है, और अब, हम विकिरण मापदंडों को सटीक रूप से नियंत्रित करते हुए ऐसी सामग्रियों से एक्स-रे विकिरण के निर्माण पर पहले प्रयोगात्मक अवलोकन की घोषणा करने के लिए उत्साहित हैं। ।”

द्वि-आयामी सामग्रियां अद्वितीय कृत्रिम संरचनाएं हैं, जिन्होंने वर्ष 2004 के आसपास भौतिकविदों आंद्रे गीम और कॉन्स्टेंटिन नोवोसेलोव द्वारा ग्राफीन के विकास के साथ वैज्ञानिक समुदाय को चौंका दिया था, जिन्होंने बाद में 2010 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार जीता था। ग्राफीन एक कृत्रिम संरचना है कार्बन परमाणुओं से बनी एकल परमाणु मोटाई।पहली ग्राफीन संरचनाएं दो नोबेल पुरस्कार विजेताओं द्वारा डक्ट टेप का उपयोग करके पेंसिल की "लेखन सामग्री" ग्रेफाइट की पतली परतों को छीलकर बनाई गई थीं।दो वैज्ञानिकों और बाद के शोधकर्ताओं ने पाया कि ग्राफीन में अद्वितीय और आश्चर्यजनक गुण हैं जो ग्रेफाइट गुणों से भिन्न हैं: अत्यधिक ताकत, लगभग पूर्ण पारदर्शिता, विद्युत चालकता, और प्रकाश-संचारण क्षमता जो विकिरण उत्सर्जन की अनुमति देती है - वर्तमान लेख से संबंधित एक पहलू।ये अनूठी विशेषताएं ग्राफीन और अन्य द्वि-आयामी सामग्रियों को भविष्य की पीढ़ियों के रासायनिक और जैविक सेंसर, सौर सेल, अर्धचालक, मॉनिटर और बहुत कुछ के लिए आशाजनक बनाती हैं।

वर्तमान अध्ययन पर लौटने से पहले जिस अन्य नोबेल पुरस्कार विजेता का उल्लेख किया जाना चाहिए, वह जोहान्स डिडेरिक वान डेर वाल्स हैं, जिन्होंने ठीक एक सौ साल पहले, 1910 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार जीता था। अब उनके नाम पर जिन सामग्रियों का नाम दिया गया है - वीडीडब्ल्यू सामग्री - उन पर ध्यान केंद्रित किया गया है। प्रो. कामिनर का शोध।ग्राफीन भी वीडीडब्ल्यू सामग्री का एक उदाहरण है, लेकिन अब नए अध्ययन से पता चलता है कि अन्य उन्नत वीडीडब्ल्यू सामग्री एक्स-रे के उत्पादन के उद्देश्य से अधिक उपयोगी हैं।टेक्नियन शोधकर्ताओं ने विभिन्न वीडीडब्ल्यू सामग्रियों का उत्पादन किया है और उनके माध्यम से विशिष्ट कोणों पर इलेक्ट्रॉन बीम भेजे हैं जिससे नियंत्रित और सटीक तरीके से एक्स-रे उत्सर्जन हुआ।इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने वीडीडब्ल्यू सामग्रियों के परिवारों को डिजाइन करने में लचीलेपन का उपयोग करते हुए, अभूतपूर्व रिज़ॉल्यूशन पर विकिरण स्पेक्ट्रम की सटीक ट्यूनेबिलिटी का प्रदर्शन किया।

अनुसंधान समूह के नए लेख में प्रयोगात्मक परिणाम और नए सिद्धांत शामिल हैं जो एक साथ एक कॉम्पैक्ट सिस्टम के रूप में दो-आयामी सामग्रियों के एक अभिनव अनुप्रयोग के लिए अवधारणा का प्रमाण प्रदान करते हैं जो नियंत्रित और सटीक विकिरण उत्पन्न करते हैं।

“इसे समझाने के लिए हमने जो प्रयोग और सिद्धांत विकसित किया है, वह प्रकाश-पदार्थ की अंतःक्रियाओं के अध्ययन में महत्वपूर्ण योगदान देता है और एक्स-रे इमेजिंग (उदाहरण के लिए मेडिकल एक्स-रे), एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी में विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए मार्ग प्रशस्त करता है। एक्स-रे व्यवस्था में सामग्रियों और भविष्य के क्वांटम प्रकाश स्रोतों को चिह्नित करने के लिए, ”प्रोफेसर कामिनर ने कहा।