Skærpning af røntgenbillede af nanokosmos

Et nyt objektiv tilbyder forskere de skarpeste røntgenbilleder endnu fra nanoverdenen. Enheden er fremstillet af skiftevis lag af wolframcarbid og siliciumcarbid og kan fokusere hårde røntgenstråler til et sted med mindre end ti nanometer i diameter. Studiet, ledet af Saša Bajt fra det tyske forskningscenter Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, er rapporteret i Lys:Videnskab og applikationer .

Den korte bølgelængde og den gennemtrængende karakter af røntgenstråler er ideelle til mikroskopisk undersøgelse af komplekse materialer. For eksempel, nanometeropløsning røntgenbilleder giver bedre forståelse af materialers struktur og funktion, hvilket er afgørende for udviklingen af ​​nye materialer med forbedrede egenskaber. Dette kræver lyse røntgenkilder, men også meget effektiv og næsten perfekt røntgenoptik. For at erhverve billeder, røntgenstrålerne skal fokuseres:som i et lysmikroskop. Dette er ikke let, da røntgenstråler med høj energi trænger uhindret ind i de fleste materialer og ikke kan manipuleres væsentligt med konventionelle linser. Flerlags Laue -objektivet overvinder dette problem. Denne enhed er dybest set en syntetisk nanostruktur, der diffrakterer røntgenstråler omtrent som en krystal. Hvis formet på den rigtige måde, hændelsesrøntgenstrålerne kan alle koncentreres i et meget lille fokus.

De syntetiske nanostrukturer fremstilles ved magnetronforstøvning. Vi introducerede et nyt par materialer, wolframcarbid og siliciumcarbid, at forberede lagdelte strukturer med glatte og skarpe grænseflader og uden materielle faseovergange, der hæmmede fremstillingen af ​​tidligere linser. Lige så vigtigt er styringen af ​​lagtykkelsen og formen med atomskala præcision, forklarer Bajt.

Sub-nanometer kontrol af lagtykkelse opnået ved sputteraflejring er betydeligt bedre end opnåelig i en litografiproces, en proces, der bruges til at forberede litografiske zoneplader, der almindeligvis bruges i røntgenmikroskoper, der arbejder ved lavere røntgenenergier. Det høje aspektforhold (mindste lagtykkelse vs. optisk linsetykkelse) af de deponerede lag giver meget effektiv røntgenfokusering, hvilket er afgørende for hurtig billeddannelse. Papiret præsenterer forskellige karakteriseringsmetoder og måder at reducere resterende linsefejl. Teamet er overbevist om, at det er muligt at skabe linser, der nærmer sig en enkelt nanometeropløsning.