Ny partikeldetektor ökar möjligheter för grundforskning
En student vid institutionen för fysik har, tillsammans med svenska och tyska forskare, utvecklat en neutralpartikeldetektor baserad på grafen. Den nya partikeldetektorn förbättrar förutsättningarna för detektion av neutrala partiklar.
Det traditionellt använda materialet för denna typ av detektorer, indiumdopad tennoxid (ITO), har ersatts av grafen i den nya partikeldetektorn, som kan detektera neutrala atomer och molekyler.
– Bakgrundssignalen från fotoelektriska effekter har därmed reduceras drastiskt, säger Dag Hanstorp, professor i experimentell fysik vid Göteborgs universitet.
– Det innebär att signalerna vid mätningarna blir tydligare. Vi kan jämföra med ett kafésamtal där bakgrundssorlet tagits bort och samtalet därför kan uppfattas klarare, säger Dag Hanstorp.
Ökar möjligheterna för studier av partiklar
Den grafenbaserade detektorn gör det dessutom möjligt att använda betydligt kortare våglängd av laserljus än tidigare. Laserljuset används för att producera de neutrala partiklar som detekteras.
Den grafenbaserade detektorn fungerar för laserljus ned till 230 nanometer jämfört med de tidigare detektorerna, som är begränsade vid 335 nm. Det innebär ökade möjligheter för studier av atomer, molekyler och kluster.
– Allt detta ger nya möjligheter för grundforskning i atom och molekylfysiken och kan leda till intressanta upptäckter framöver.
Dag Hanstorp framhåller studentens examensarbete på kandidatnivå i ansträngningen med att ta fram den nya partikeldetektorn.
– Arbetet med den nya detektron har framför allt utförts av en Jessica Warbinek, en tysk Erasmusstudent från Mainz som gjort detta som sitt kandidatarbete tillsammans med doktoranden Jakob Welander. Det är väldigt imponerande att i ett kandidatarbete få fram resultat som kan publiceras i en mycket ansedd vetenskaplig tidskrift.
Forskningen är publicerad i Applied Physics Letters. (Appl. Phys. Lett. 114)
Fakta Grafen
Grafen består av ett tunt skick kolatomer. Grafen har till stora delar samma egenskaper och uppbyggnad som grafit. Men till skillnad från grafit utgörs grafen av en ytterst tunn skiva, endast ett atom-lager tjockt. Atomerna är ordnade i ett hexagonalt mönster. Det ger materialet ett antal unika egenskaper utöver de som delas med grafit. Till exempel så är det både elektriskt ledande och transparent. Grafen är böjligt och mycket lätt, ett flak på en kvadratmeter väger bara 0,77 mg.
År 2010 fick Andre Geim och Konstantin Novoselov Nobelpriset i fysik "för banbrytande experiment rörande det tvådimensionella materialet grafen".
Kontakt: Dag Hanstorp, professor vid institutionen för fysik, Göteborgs universitet. telefon: 031-7869141, e-post: dag.hanstorp@physics.gu.se