Miedź poprawiła rozdzielczość czujników

Miedź poprawiła rozdzielczość czujników

Seria miedzianych warstw prawie dwukrotnie zwiększyła rozdzielczość eksperymentalnych czujników promieni X, umożliwiając bardziej precyzyjną identyfikację charakterystycznych własności różnych atomów, przeprowadzaną w testach wykorzystujących promienie X - poinformowali naukowcy z US Institute of Standards and Technology (NIST).

Czujniki te mają stać się bardzo użytecznym narzędziem w astronomii, który będzie wykorzystywany przy określaniu temperatury i ruchu materii w przestrzeni kosmicznej, oraz w analizie materiałów półprzewodnikowych przy wykorzystaniu nanozanieczyszczeń w warstwach krzemu.

Kriogeniczne czujniki absorbują pojedyncze promienie X i mierzą energię na podstawie zmian temperaturowych. Temperatura jest określana za pomocą elementu dwuwarstwowego, składającego się z miedzi i molibdenu. Element ten zmienia swoją rezystancję jako odpowiedź na ciepło pochodzące z promieniowania. Wydajność nowoczesnych czujników jest około 40 razy większa od tej, jaką cechują się tradycyjne czujniki promieni X, zbudowane na bazie krzemu i litu.

Najważniejszą modyfikacją w projekcie tych czujników było umieszczenie pięciu miedzianych „ścieżek” naniesionych na czujnik, prostopadle do kierunku przepływu prądu, co wpływa korzystnie na złagodzenie zmian w rezystancji. Amerykański Instytut NIST opatentował to rozwiązanie.

Łagodniejsze charakterystyki redukują szkodliwe szumy, które zmniejszały dokładność pomiaru. Kolejną zmianą była redukcja rozmiaru urządzenia z 400 mm kwadratowych do 250 mm kwadratowych, co wpłynęło na wzrost temperatury wywołany działaniem promieni X, a to z kolei przełożyło się na szerszy zakres mian rezystancji.

Badacze pracują nadal nad udoskonaleniem swojego wynalazku – chcą oni uzyskać rozdzielczość czujnika wynoszącą 2 eV. Duze nadzieje z superczułym czujnikiem wiąże NASA, która chce zaimplementować to urządzenie do swojego satelity, który ma być wysłany w kosmos w nadal opracowywanej przez siebie misji. Czujniki te umożliwiłyby naukowcom zbadać niewielkie zmiany w częstotliwościach promieni X, wywołanymi ruchem atomów w przestrzeni kosmicznej.