發布時間：2021年11月10日
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澳大利亞科學家使用硫化錫（SnS）納米片制造了迄今最薄的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，有助于實現細胞生物學的實時成像。
X射線探測器是一種工具，可通過視覺或電子方式識別輻射傳輸的能量，就像醫學成像或蓋革計數器一樣。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》雜志上的研究表明，SnS納米片具有很高的光子吸收系數，它比另一種新興候選材料金屬鹵化物鈣鈦礦更靈敏，響應時間更短，只需幾毫秒，并且可以調節整個軟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，可用于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射線的波長范圍在2.34—4.4納米之間的區域，在此范圍內，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，該波長可用于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。此前制造出的最薄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傳統的制造方法來控制。使用基于液態金屬的剝離方法，研究人員生產出高質量、大面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面有了重大改進。
研究人員希望，該發現將為研制基于超薄材料的下一代高靈敏度X射線探測器開辟新途徑。
來源: 科技日報 2021-11-10