Ju tunnare kiselkristall, desto bättre. Verkligen, tunnare kristaller ger bättre sätt att manipulera banorna för mycket högenergijoner i partikelacceleratorer. Ytterligare applikationer inkluderar materialanalys, halvledardopning och stråltransport i stora partikelacceleratorer. Alla dessa förlitar sig på vår förståelse av hur positivt laddade högenergipartiklar rör sig genom kristaller.

Denna process, kallas jonkanalisering, är i fokus för en ny artikel av Mallikarjuna Motapothula och Mark Breese som arbetar vid National University of Singapore. I en tidning publicerad i EPJ B , författarna studerar hur kristallperiodiciteten påverkar rörelsen hos joner vars energi hör till ett intervall på 1 till 2 MeV, eftersom de överförs genom mycket tunna kristaller i storleksordningen några hundra nanometer, och hur det påverkar deras vinkelfördelning.

Kanalisering i kristaller uppstår när den tvärgående energin hos infallande joner är mindre än den maximala potentiella energin som är associerad med en atomrad eller ett kristallplan. Författarna studerar banorna för högenergijoner, som passerar genom flera radiella ringar av atomsträngar innan de lämnar den tunna kristallen. Varje ring kan fokusera, styra eller sprida de kanaliserade jonerna i tvärriktningen.

Det som är så intressant med detta arbete är att det bygger på en avancerad process för att tillverka mycket tunnare kristaller än vad som tidigare varit möjligt, når 55 nanometer. Detta, i tur och ordning, gör det möjligt att observera mycket känsligare och finare vinkelstrukturer i fördelningen av överförda joner.

Tack vare sådana avancerade material, författarna fann att flera tidigare observerade men dåligt förstådda fenomen relaterade till jonkanalisering nu kan förklaras. Dessa fenomen är relaterade till det faktum att joner närmar sig kristallkärnorna inom ett visst intervall av avstånd och sprids genom en vinkel som är tillräckligt stor för att de ska kunna interagera med flera intilliggande atomer innan de lämnar den tunna kristallen med en distinkt vinkelfördelning.