Ερευνητές του Πανεπιστημίου Stanford και του Εθνικού Εργαστηρίου Επιταχυντών SLAC ανακάλυψαν ένα αναπάντεχα ισχυρό και εξαιρετικά γρήγορο σήμα ακτινοβολίας σε κοινούς ημιαγωγούς.
Η ανακάλυψη αυτή ενδέχεται να αλλάξει τα δεδομένα στις τεχνολογίες ανίχνευσης, προσφέροντας ισχυρότερη και ταχύτερη απόκριση χωρίς τους συμβιβασμούς που απαιτούν οι σημερινοί ανιχνευτές. Η σχετική μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature Photonics».
Η αξιοποίηση του συστήματος MeV-UED
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το όργανο MeV-UED στο SLAC, ένα ισχυρό σύστημα που λειτουργεί ως «κάμερα ηλεκτρονίων». Αντί για την παραδοσιακή απεικόνιση, εισήγαγαν ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας στα δείγματα για να προκαλέσουν ιονισμό και στη συνέχεια παρακολούθησαν την οπτική απόκριση με συγχρονισμένους παλμούς λέιζερ.
«Η ακτινοβολία που εκπέμπεται από τους κλασικούς σπινθηριστές αναπτύσσεται με την πάροδο του χρόνου», δήλωσε η Diana Jeong, καθηγήτρια ραδιολογίας στο Stanford. «Αναρωτηθήκαμε αν υπήρχε ένα πρωιμότερο οπτικό σήμα αμέσως μετά τον ιονισμό που θα μπορούσαμε να παρατηρήσουμε».
Μια νέα κατανόηση της συμπεριφοράς των υλικών
Τα αποτελέσματα εξέπληξαν την επιστημονική ομάδα. Αντί τα φορτία να κατανέμονται ομοιόμορφα, συσσωρεύτηκαν σε πυκνούς τοπικούς θύλακες, αλλάζοντας σημαντικά το ενεργειακό χάσμα των ημιαγωγών. Ο Tom Hopper, επίκουρος καθηγητής χημείας στο Πανεπιστήμιο της Κεντρικής Φλόριντα, σημείωσε:
«Ο ημιαγωγός ήταν πλέον σε θέση να μεταδίδει φως εκεί που κανονικά δε θα μπορούσε, επειδή το ενεργειακό χάσμα μετατοπίστηκε αισθητά λόγω της διαδικασίας που πυροδότησαν τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας».
Νέες προοπτικές στην ιατρική απεικόνιση
Η κατανόηση αυτού του φαινομένου ανοίγει τον δρόμο για την ανάπτυξη προηγμένων αισθητήρων. Η Jeong εκτιμά ότι η συγκεκριμένη απόκριση θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε συστήματα χαμηλότερης ενέργειας, επιτρέποντας τη δημιουργία διαγνωστικών συσκευών για άμεση απεικόνιση και παρεμβάσεις σε πραγματικό χρόνο.