Mettere in luce le strutture dei cristalli
Le strutture dei cristalli vengono individuate ricorrendo a tecniche di diffrazione dei raggi X. Quando un fascio di raggi X bombarda un reticolo cristallino, il fascio viene diffuso con caratteristiche che dipendono dalla struttura atomica del reticolo. La produzione di fasci di raggi X per questo uso è fortemente aumentata con lo sviluppo del sincrotrone. Il sincrotrone è un acceleratore di particelle ad anello, che utilizza campi elettrici per accelerare le particelle cariche e campi magnetici per indirizzarli in un percorso circolare che genera i raggi X. Quando i raggi vengono diffusi è necessario disporre di un sistema di rilevamento adeguato. I rilevatori di raggi X sono passati dalle pellicole fotografiche con forte rumore di fondo ai rapidi e automatici CCD (charge-coupled devices). I fotoconduttori si sono però rilevati di gran lunga superiori anche ai CCD. Ricorrendo a un fotoconduttore al selenio, è stato sviluppato un rilevatore di raggi X basato sulla conversione diretta dei raggi X in cariche. I fotoconduttori sono semiconduttori. Nel buio, i materiali sono isolanti, ma con la luce diventano conduttori. Quando la luce o i fotoni dei raggi X vengono assorbiti, l'energia dei fotoni entranti eccita gli elettroni del fotoconduttore in uno stato noto come banda di conduzione. In presenza di un campo elettrico, gli elettroni della banda di conduzione si muovono lungo le linee del campo elettrico. Le cariche rilasciate in seguito all'assorbimento della luce o dei raggi X possono quindi essere raccolte, applicando un potenziale su un pezzo di materiale fotoconduttore. Le cariche raccolte riproducono l'immagine a raggi X. Le proprietà del rilevatore vengono considerate eccezionali. Il rumore di fondo è minimo e la sensibilità è elevata. Il dispositivo è estremamente efficiente e si pensa che permetterà di determinare le grandi strutture in tempi brevissimi. Il rilevatore, che può essere usato dagl'istituti di ricerca dotati di sincrotrone ma anche nei laboratori interni, dovrebbe rivelarsi un formidabile strumento per conoscere le strutture.
