科学家使用一种名为钙铝石(Ca 12 Al 14 O 33)的晶体成功地将太赫兹辐射(通常称为T射线)可视化。他们的方法巧妙地利用了晶体笼状结构内氧离子振动引起的嘎嘎声运动。

　　近年来，人们越来越关注开发基于太赫兹技术的实用装置。波长比红外光长，T射线被认为比传统成像系统更安全。例如，它们已经在机场安检检查站使用，并开始在医疗检查，食品检查和艺术品分析等领域得到更广泛的应用。然而，太赫兹光本身的可视化迄今为止具有挑战性。

　　现在，东京理工大学元素战略材料研究中心的Hideo Hosono和日本，乌克兰和美国的同事已经设计出一种简单的方法将T射线转换成明亮的可见光。他们的研究结果发表在ACS Nano上。

　　首先，该研究涉及使用回旋管[1]将T射线照射到钙铝石晶体上。这导致氧阴离子[2]的振动，它与晶体内的笼子内壁碰撞。每个笼子的内径为0.4纳米，外径为0.7纳米。

　　“笼内氧离子的嘎嘎声促进了向上的能量转换，”Hosono解释说。“氧离子的强烈和频繁的碰撞诱导电子转移到相邻的空笼中。氧离子的激发是可见光发射的关键。”

　　光谱测量证实可见光源自自由移动的氧阴离子引起的振动。研究人员注意排除其他来源的可能性，如黑体辐射和表面极化作为可见光产生的原因。

　　该研究是日本教育，文化，体育，科学和技术部(MEXT)和日本科学技术厅(JST)支持的元素战略计划下功能材料战略研究的一个例子。

　　“我们研究中的晶体仅由钙，铝和氧组成，所有这些都是最丰富元素中的前五种，”Hosono说。“所以，它是最便宜的材料之一，每公斤约15美分。”

　　尽管它很简单，但Hosono表示，由于其纳米结构，该晶体具有许多令人兴奋的特性。经过20多年的研究，他的研究小组已成功证明该材料具有优异的氨合成和超导性催化性能。

　　最着名的是他在铁基超导体方面的开创性工作，Hosono说，目前的研究标志着一个新的研究方向。“我们小组一直专注于使用丰富元素培养新功能，但这是我第一次专注于离子运动 - 这是全新的，”他说。

　　这些发现可能会导致T射线探测器的发展，因为尚未设计出这种传统的探测器。

　　Hosono补充说：“现在，我们的材料擅长检测强烈的太赫兹辐射。挑战将是如何调整灵敏度。”

　　他的小组还报告说，氧阴离子可以被笼内的金或氢阴离子取代。通过利用这些不同的阴离子，有可能开发出将来发出不同颜色光的探测器。