科技日?qǐng)?bào)實(shí)習(xí)記者 張佳欣
澳大利亞科學(xué)家使用硫化錫（SnS）納米片制造了迄今最薄的X射線(xiàn)探測(cè)器。新探測(cè)器厚度不到10納米，具有靈敏度高、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，有助于實(shí)現(xiàn)細(xì)胞生物學(xué)的實(shí)時(shí)成像。
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X射線(xiàn)探測(cè)器是一種工具，可通過(guò)視覺(jué)或電子方式識(shí)別輻射傳輸?shù)哪芰?，就像醫(yī)學(xué)成像或蓋革計(jì)數(shù)器一樣。SnS已經(jīng)在光伏、場(chǎng)效應(yīng)晶體管和催化等領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用前景。
澳大利亞莫納什大學(xué)、澳大利亞研究理事會(huì)（ARC）激子科學(xué)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(xiàn)探測(cè)器的極佳候選材料。這項(xiàng)發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》雜志上的研究表明，SnS納米片具有很高的光子吸收系數(shù)，它比另一種新興候選材料金屬鹵化物鈣鈦礦更靈敏，響應(yīng)時(shí)間更短，只需幾毫秒，并且可以調(diào)節(jié)整個(gè)軟X射線(xiàn)區(qū)域的靈敏度。
X射線(xiàn)大致可分為兩種：“硬”X射線(xiàn)可用以?huà)呙枭眢w觀察是否存在骨折和其他疾病；“軟”X射線(xiàn)具有較低的光子能量，可用于研究濕態(tài)蛋白質(zhì)和活細(xì)胞，這是細(xì)胞生物學(xué)的關(guān)鍵組成部分。水窗是指軟X射線(xiàn)的波長(zhǎng)范圍在2.34—4.4納米之間的區(qū)域，在此范圍內(nèi)，水對(duì)軟X射線(xiàn)是透明的，X射線(xiàn)會(huì)被氮原子和其他構(gòu)成生物機(jī)體的元素吸收，因此，該波長(zhǎng)可用于對(duì)活體生物樣本進(jìn)行X射線(xiàn)顯微。
SnS X射線(xiàn)探測(cè)器厚度不到10納米。相比之下，一張紙的厚度大約為10萬(wàn)納米，人的指甲每秒大約長(zhǎng)出1納米。此前制造出的最薄X射線(xiàn)探測(cè)器厚度在20—50納米之間。
研究人員稱(chēng)，未來(lái)這種X射線(xiàn)探測(cè)器或可用來(lái)觀察細(xì)胞相互作用的過(guò)程，不僅能產(chǎn)生靜態(tài)圖像，還能看到蛋白質(zhì)和細(xì)胞的變化和移動(dòng)。
研究人員稱(chēng)，SnS納米片的靈敏度和效率在很大程度上取決于它們的厚度和橫向尺寸，而這些都不可能通過(guò)傳統(tǒng)的制造方法來(lái)控制。使用基于液態(tài)金屬的剝離方法，研究人員生產(chǎn)出高質(zhì)量、大面積的厚度可控的薄片，這種薄片可以有效地探測(cè)水域中的軟X射線(xiàn)光子，通過(guò)堆疊超薄層的過(guò)程，可進(jìn)一步提高它們的靈敏度。與現(xiàn)有的直接軟X射線(xiàn)探測(cè)器相比，它們?cè)陟`敏度和響應(yīng)時(shí)間方面有了重大改進(jìn)。
研究人員希望，該發(fā)現(xiàn)將為研制基于超薄材料的下一代高靈敏度X射線(xiàn)探測(cè)器開(kāi)辟新途徑。
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