وین ڈیر والز کے مواد پر مفت الیکٹران کے ذریعہ ایکس رے کا اخراج۔کریڈٹ: ٹیکنین - اسرائیل انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی
تکنیکی محققین نے تابکاری کے درست ذرائع تیار کیے ہیں جن سے امید کی جاتی ہے کہ طبی امیجنگ اور دیگر شعبوں میں کامیابیاں حاصل ہوں گی۔انہوں نے عین مطابق تابکاری کے ذرائع تیار کیے ہیں جو اس طرح کے کاموں کے لیے فی الحال استعمال ہونے والی مہنگی اور بوجھل سہولیات کی جگہ لے سکتے ہیں۔تجویز کردہ اپریٹس ایک تنگ سپیکٹرم کے ساتھ کنٹرول شدہ تابکاری پیدا کرتا ہے جسے نسبتاً کم توانائی کی سرمایہ کاری میں اعلی ریزولیوشن کے ساتھ بنایا جا سکتا ہے۔ان نتائج سے مختلف شعبوں میں کامیابیاں حاصل ہونے کا امکان ہے، بشمول کیمیکلز اور حیاتیاتی مواد کا تجزیہ، میڈیکل امیجنگ، سیکیورٹی اسکریننگ کے لیے ایکسرے کا سامان، اور ایکسرے کے درست ذرائع کے دیگر استعمال۔

نیچر فوٹوونکس جریدے میں شائع ہونے والی اس تحقیق کی قیادت پروفیسر آئیڈو کمینر اور ان کے ماسٹر کے طالب علم مائیکل شینٹس نے کی تھی جس میں ٹیکنین کے کئی تحقیقی اداروں کے ساتھ اشتراک عمل تھا: اینڈریو اور ایرنا ویٹربی فیکلٹی آف الیکٹریکل انجینئرنگ، سالڈ اسٹیٹ انسٹی ٹیوٹ، رسل بیری نانو ٹیکنالوجی انسٹی ٹیوٹ (RBNI)، اور ہیلن ڈلر سنٹر برائے کوانٹم سائنس، میٹر اور انجینئرنگ۔

محققین کا مقالہ ایک تجرباتی مشاہدے کو ظاہر کرتا ہے جو کہ نظریاتی ماڈلز کے لیے تصور کا پہلا ثبوت فراہم کرتا ہے جو کہ تشکیلاتی مضامین کی ایک سیریز میں پچھلی دہائی میں تیار کیے گئے تھے۔اس موضوع پر پہلا مضمون نیچر فوٹوونکس میں بھی شائع ہوا۔پروفیسر کامینر نے ایم آئی ٹی میں اپنی پوسٹ ڈاک کے دوران پروفیسر مارین سولجیک اور پروفیسر جان جوانوپولوس کی نگرانی میں لکھا، اس مقالے نے نظریاتی طور پر پیش کیا کہ کس طرح دو جہتی مواد ایکس رے بنا سکتے ہیں۔پروفیسر کمینر کے مطابق، "اس مضمون نے دو جہتی مادوں کی منفرد طبیعیات اور ان کے مختلف مرکبات یعنی ہیٹرسٹرکچرز کی بنیاد پر تابکاری کے ذرائع کی طرف سفر کا آغاز کیا۔ہم نے اس مضمون سے نظریاتی پیش رفت کو آگے بڑھانے کے لیے مضامین کا ایک سلسلہ تیار کیا ہے، اور اب، ہم تابکاری کے پیرامیٹرز کو درست طریقے سے کنٹرول کرتے ہوئے، ایسے مواد سے ایکس رے تابکاری کی تخلیق پر پہلے تجرباتی مشاہدے کا اعلان کرتے ہوئے پرجوش ہیں۔ "

دو جہتی مواد منفرد مصنوعی ڈھانچے ہیں جنہوں نے 2004 کے آس پاس سائنسی برادری کو طوفان کی زد میں لے کر طبیعیات دانوں آندرے گیم اور کونسٹنٹین نوووسیلوف کے ذریعہ گرافین کی ترقی کے ساتھ، جنہوں نے بعد میں 2010 میں طبیعیات کا نوبل انعام جیتا تھا۔ گرافین ایک مصنوعی ڈھانچہ ہے۔ کاربن ایٹموں سے بنی واحد جوہری موٹائی۔پہلے گرافین کے ڈھانچے کو دو نوبل انعام یافتہ افراد نے ڈکٹ ٹیپ کا استعمال کرتے ہوئے، پنسل کی "تحریری مواد" گریفائٹ کی پتلی تہوں کو چھیل کر بنایا تھا۔دونوں سائنسدانوں اور بعد کے محققین نے دریافت کیا کہ گرافین میں منفرد اور حیران کن خصوصیات ہیں جو گریفائٹ کی خصوصیات سے مختلف ہیں: بے پناہ طاقت، تقریباً مکمل شفافیت، برقی چالکتا، اور روشنی کی ترسیل کی صلاحیت جو تابکاری کے اخراج کی اجازت دیتی ہے۔ موجودہ مضمون سے متعلق ایک پہلو۔یہ منفرد خصوصیات گرافین اور دیگر دو جہتی مواد کو مستقبل کی نسلوں کے کیمیائی اور حیاتیاتی سینسر، شمسی خلیات، سیمی کنڈکٹرز، مانیٹر اور مزید کے لیے امید افزا بناتی ہیں۔

ایک اور نوبل انعام یافتہ جس کا ذکر موجودہ مطالعہ پر واپس آنے سے پہلے کیا جانا چاہیے وہ ہیں جوہانس ڈیڈرک وان ڈیر والز، جنہوں نے ٹھیک ایک سو سال پہلے 1910 میں فزکس کا نوبل انعام جیتا تھا۔ اب ان کے نام پر رکھے گئے مواد — vdW میٹریلز — کی توجہ کا مرکز ہیں۔ پروفیسر کمینر کی تحقیق۔گرافین بھی ایک وی ڈی ڈبلیو مواد کی ایک مثال ہے، لیکن نئی تحقیق میں اب پتہ چلا ہے کہ دیگر جدید وی ڈی ڈبلیو مواد ایکس رے بنانے کے مقصد کے لیے زیادہ کارآمد ہیں۔ٹیکنین کے محققین نے مختلف وی ڈی ڈبلیو مواد تیار کیے ہیں اور ان کے ذریعے مخصوص زاویوں پر الیکٹران بیم بھیجے ہیں جس کی وجہ سے ایکسرے کا اخراج کنٹرول اور درست طریقے سے ہوا۔مزید برآں، محققین نے وی ڈی ڈبلیو مواد کے خاندانوں کو ڈیزائن کرنے میں لچک کا استعمال کرتے ہوئے، بے مثال ریزولوشن پر تابکاری سپیکٹرم کی قطعی موافقت کا مظاہرہ کیا۔

تحقیقی گروپ کا نیا مضمون تجرباتی نتائج اور نئے نظریہ پر مشتمل ہے جو ایک ساتھ مل کر ایک کمپیکٹ سسٹم کے طور پر دو جہتی مواد کے اختراعی اطلاق کے لیے تصور کا ثبوت فراہم کرتا ہے جو کنٹرول شدہ اور درست تابکاری پیدا کرتا ہے۔

"ہم نے اس کی وضاحت کرنے کے لیے جو تجربہ اور نظریہ تیار کیا ہے وہ روشنی کے مادے کے تعاملات کے مطالعہ میں اہم کردار ادا کرتا ہے اور ایکس رے امیجنگ (میڈیکل ایکسرے، مثال کے طور پر)، ایکس رے سپیکٹروسکوپی میں مختلف ایپلی کیشنز کے لیے راہ ہموار کرتا ہے۔ ایکس رے نظام میں مواد، اور مستقبل کے کوانٹم روشنی کے ذرائع کو نمایاں کرنے کے لیے،" پروفیسر کمینر نے کہا۔