納米光子閃爍體發(fā)光效率倍增有助實現(xiàn)更靈敏X射線成像
據(jù)發(fā)表在最新一期《科學(xué)》雜志的論文,美國麻省理工學(xué)院研究人員展示了如何通過改變材料的表面,創(chuàng)建納米級配置(例如波狀脊陣列)的方法,新研究將閃爍體的效率提高至少10倍,甚至可能提高100倍。
閃爍體常用于醫(yī)療或牙科X射線系統(tǒng)中,將傳入的X射線轉(zhuǎn)換為可見光,還用于夜視系統(tǒng)和研究,例如粒子探測器或電子顯微鏡。團隊認(rèn)為,新方法有望改進醫(yī)學(xué)診斷X射線或CT掃描,減少劑量暴露并提高圖像質(zhì)量,還可用于質(zhì)量控制,如制造零件的X射線檢測。新的閃爍體可實現(xiàn)更高精度或更快速度的檢測。 雖然閃爍體已經(jīng)使用了大約70年,但該領(lǐng)域的大部分研究都集中在開發(fā)產(chǎn)生更亮或更快發(fā)射光的新材料上,而新方法將納米技術(shù)的進步應(yīng)用于現(xiàn)有材料。研究小組在閃爍體材料上以與發(fā)出的光波長相當(dāng)?shù)拈L度創(chuàng)建圖案,以此來改變材料的光學(xué)特性。 為制造這種“納米光子閃爍體”, 研究人員說,“你可直接在閃爍體內(nèi)部制作圖案,也可黏在另一種具有納米級孔洞的材料上。具體細(xì)節(jié)取決于結(jié)構(gòu)和材料”。團隊使用了一個閃爍體并制作了間隔大約一個光學(xué)波長(約500納米)的孔。 這一框架涉及融合3種不同類型的物理學(xué),使用新系統(tǒng),研究人員發(fā)現(xiàn)他們的預(yù)測與后續(xù)實驗的結(jié)果非常匹配。實驗表明,處理過的閃爍體的發(fā)射量提高了10倍,而且通過進一步微調(diào)納米級圖案的設(shè)計,發(fā)射量可提高100倍。 研究人員相信,在光與納米級結(jié)構(gòu)材料相互作用的領(lǐng)域,計算模擬已實現(xiàn)了快速、實質(zhì)性的改進,例如在太陽能電池和LED開發(fā)方面。新研究為閃爍材料開發(fā)的新模型可促進這項技術(shù)的類似飛躍。 研究人員表示,納米光子學(xué)技術(shù)提供了定制和增強光行為的新的力量,但之前是無法做到這一點的,因為對閃爍進行建模非常具有挑戰(zhàn)性。新研究第一次完全打開了這個“閃爍領(lǐng)域”,納米光子和閃爍體的結(jié)合最終可能實現(xiàn)更高分辨率、更低射線劑量的X射線成像。 |
最新評論
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tassy 2022-03-04 00:50關(guān)注科研
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bairuizheng 2022-03-04 00:56看看新聞
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copland 2022-03-04 08:13納米光子閃爍體發(fā)光效率倍增有助實現(xiàn)更靈敏X射線成像
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likaihit 2022-03-04 08:18我來了
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redplum 2022-03-04 08:18這個還好
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有生之年 2022-03-04 08:32閃爍體常用于醫(yī)療或牙科X射線系統(tǒng)中,將傳入的X射線轉(zhuǎn)換為可見光,還用于夜視系統(tǒng)和研究,例如粒子探測器或電子顯微鏡。
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songyang1169 2022-03-04 08:32為制造這種“納米光子閃爍體”, 研究人員說,“你可直接在閃爍體內(nèi)部制作圖案
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xjz0203 2022-03-04 08:33納米光子學(xué)技術(shù)提供了定制和增強光行為的新的力量
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mmttxiaoxiao 2022-03-04 08:35減小X射線量能并更好的成像
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yinglove 2022-03-04 08:38納米光子閃爍體發(fā)光效率倍增有助實現(xiàn)更靈敏X射線成像