Fremskridt inden for røntgenbilleder skinner lys på nanomaterialer

Et nyt fremskridt inden for røntgenbilleder har afsløret den dramatiske tredimensionelle form af guld nanokrystaller, og vil sandsynligvis kaste lys over strukturen af ​​andre materialer i nanoskala.

Beskrevet i dag i Naturkommunikation , den nye teknik forbedrer kvaliteten af ​​nanomaterialebilleder, lavet ved hjælp af røntgendiffraktion, ved nøjagtigt at korrigere forvrængninger i røntgenlyset.

Dr Jesse Clark, hovedforfatter af undersøgelsen fra London Centre for Nanotechnology sagde:"Når nanomaterialer spiller en stadig vigtigere rolle i mange applikationer, der er et reelt behov for at kunne opnå tredimensionelle billeder af meget høj kvalitet af disse prøver.

"Hidtil har vi været begrænset af kvaliteten af ​​vores røntgenstråler. Her har vi vist, at vi med uperfekte røntgenkilder stadig kan få billeder af nanomaterialer i meget høj kvalitet."

Indtil nu, de fleste nanomateriale-billeddannelse er blevet udført ved hjælp af elektronmikroskopi. Røntgenbilleder er et attraktivt alternativ, da røntgenstråler trænger længere ind i materialet end elektroner og kan bruges i omgivende eller kontrollerede miljøer.

Imidlertid, Det er meget svært at lave linser, der fokuserer røntgenstråler. Som et alternativ, forskere bruger den indirekte metode til kohærent diffraktionsbilleddannelse (CDI), hvor prøvens diffraktionsmønster måles (uden linser) og inverteres til et billede ved hjælp af computer.

Nobelprisvinderen Lawrence Bragg foreslog denne metode i 1939, men havde ingen måde at bestemme de manglende faser af diffraktionen, som i dag leveres af computeralgoritmer.

CDI kan udføres meget godt ved de nyeste synkrotron røntgenkilder, såsom Storbritanniens Diamond Light Source, som har meget højere kohærent flux end tidligere maskiner. CDI tager fart i studiet af nanomaterialer, men, indtil nu, har lidt af dårlig billedkvalitet, med brudt eller uensartet tæthed. Dette var blevet tilskrevet ufuldkommen sammenhæng mellem det anvendte røntgenlys.

De dramatiske tredimensionelle billeder af guld nanokrystaller præsenteret i denne undersøgelse viser, at denne forvrængning kan korrigeres ved passende modellering af kohærensfunktionen.

Professor Ian Robinson, London Center for Nanotechnology og forfatter til papiret sagde:"De korrigerede billeder er langt mere fortolkelige end nogensinde opnået tidligere og vil sandsynligvis føre til ny forståelse af strukturen af ​​nanoskala materialer."

Metoden skulle også fungere for fri-elektron-laser, elektron- og atombaseret diffraktiv billeddannelse.