目前最薄X射線探測器研製成功
科技日報北京11月9日電 (實習記者張佳欣)澳大利亞科學家使用硫化錫(SnS)納米片製造了迄今最薄的X射線探測器。新探測器厚度不到10納米,具有靈敏度高、響應速度快的特點,有助於實現細胞生物學的實時成像。
SnS已經在光伏、場效應晶體管和催化等領域顯示出巨大的應用前景。澳大利亞莫納什大學、澳大利亞研究理事會(ARC)激子科學卓越中心的研究人員此次證明,SnS納米片也是用作超薄軟X射線探測器的極佳候選材料。這項發表在《先進功能材料》雜誌上的研究表明,SnS納(na)米(mi)片(pian)具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)光(guang)子(zi)吸(xi)收(shou)係(xi)數(shu),它(ta)比(bi)另(ling)一(yi)種(zhong)新(xin)興(xing)候(hou)選(xuan)材(cai)料(liao)金(jin)屬(shu)鹵(lu)化(hua)物(wu)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)更(geng)靈(ling)敏(min),響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)更(geng)短(duan),隻(zhi)需(xu)幾(ji)毫(hao)秒(miao),並(bing)且(qie)可(ke)以(yi)調(tiao)節(jie)整(zheng)個(ge)軟(ruan)X射線區域的靈敏度。
X射線大致可分為兩種:“硬”X射線可用以掃描身體觀察是否存在骨折和其他疾病;“軟”X射線具有較低的光子能量,可用於研究濕態蛋白質和活細胞,這是細胞生物學的關鍵組成部分。水窗是指軟X射線的波長範圍在2.34—4.4納米之間的區域,在此範圍內,水對軟X射線是透明的,X射線會被氮原子和其他構成生物機體的元素吸收,因此,該波長可用於對活體生物樣本進行X射線顯微。
SnS X射線探測器厚度不到10納米。相比之下,一張紙的厚度大約為10萬納米,人的指甲每秒大約長出1納米。此前製造出的最薄X射線探測器厚度在20—50納米之間。
研究人員稱,未來這種X射線探測器或可用來觀察細胞相互作用的過程,不僅能產生靜態圖像,還能看到蛋白質和細胞的變化和移動。
研究人員稱,SnS納(na)米(mi)片(pian)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)和(he)效(xiao)率(lv)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)取(qu)決(jue)於(yu)它(ta)們(men)的(de)厚(hou)度(du)和(he)橫(heng)向(xiang)尺(chi)寸(cun),而(er)這(zhe)些(xie)都(dou)不(bu)可(ke)能(neng)通(tong)過(guo)傳(chuan)統(tong)的(de)製(zhi)造(zao)方(fang)法(fa)來(lai)控(kong)製(zhi)。使(shi)用(yong)基(ji)於(yu)液(ye)態(tai)金(jin)屬(shu)的(de)剝(bo)離(li)方(fang)法(fa),研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)生(sheng)產(chan)出(chu)高(gao)質(zhi)量(liang)、大麵積的厚度可控的薄片,這種薄片可以有效地探測水域中的軟X射線光子,通過堆疊超薄層的過程,可進一步提高它們的靈敏度。與現有的直接軟X射線探測器相比,它們在靈敏度和響應時間方麵有了重大改進。
研究人員希望,該發現將為研製基於超薄材料的下一代高靈敏度X射線探測器開辟新途徑。
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