Två ortogonala linser fokuserar röntgenstrålen till en liten fläck. Objektet som undersöks ( Acantharia , en marin plankton med cirka 50 mikron i diameter, med spikar som visar nanostrukturerade detaljer) placeras nära fokus och en mycket förstorad holografisk bild spelas in med detektorn. Denna mätning gjordes vid P06 beamline, PETRA III, DESY, Tyskland. Upphovsman:Saša Bajt, Mauro Prasciolu, Holger Fleckenstein, Martin Domaracky, Henry N. Chapman, Andrew J. Morgan, Oleksandr Jefanov, Marc Messerschmidt, Yang Du, Kevin T. Murray, Valerio Mariani, Manuela Kuhn, Steve Aplin, Kanupriya Pande, Pablo Villanueva-Perez, Karolina Stachnik, Joe P. J. Chen, Andrzej Andrejczuk, Alke Meents, Anja Burkhardt, David Pennicard, Xiaojing Huang, Hanfei Yan, Evgeny Nazaretski, Yong S. Chu och Christian E. Hamm; Ljus:Vetenskap och applikationer ; DOI:10.1038/lsa.2017.162
En ny lins erbjuder forskare de skarpaste röntgenbilderna hittills från nanovärlden. Enheten är gjord av alternerande lager av volframkarbid och kiselkarbid och kan fokusera hårda röntgenstrålar till en plats med mindre än tio nanometer i diameter. Studien, ledd av Saša Bajt från det tyska forskningscentret Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, rapporteras i Ljus:Vetenskap och tillämpningar .
Den korta våglängden och den genomträngande karaktären hos röntgenstrålar är idealisk för mikroskopisk undersökning av komplexa material. Till exempel, Röntgenbilder med nanometerupplösning ger bättre förståelse för materialets struktur och funktion, vilket är avgörande för utvecklingen av nya material med förbättrade egenskaper. Detta kräver ljusa röntgenkällor men också mycket effektiv och nästan perfekt röntgenoptik. För att skaffa bilder, röntgenstrålarna måste fokuseras:som i ett ljusmikroskop. Detta är inte lätt eftersom hög energi röntgenstrålar penetrerar de flesta material obehindrat och kan inte manipuleras signifikant med konventionella linser. Laue-linsen med flera lager övervinner detta problem. Denna enhet är i grunden en syntetisk nanostruktur som diffrakterar röntgenstrålar ungefär som en kristall. Om den är formad på rätt sätt, de infallande röntgenstrålarna kan alla koncentreras till ett mycket litet fokus.
De syntetiska nanostrukturerna framställs genom magnetronförstoftning. Vi introducerade ett nytt par material, volframkarbid och kiselkarbid, att förbereda skiktade strukturer med släta och skarpa gränssnitt och utan materiella fasövergångar som hindrade tillverkningen av tidigare linser. Lika viktigt är kontrollen av skikttjockleken och formen med atomskala precision, förklarar Bajt.
Sub-nanometer-kontrollen av skikttjockleken som erhålls genom sputteravlagring är betydligt bättre än att få i en litografiprocess, en process som används för att förbereda litografiska zonplattor som vanligen används i röntgenmikroskop som arbetar med lägre röntgenenergier. Det höga bildförhållandet (minsta skikttjocklek kontra optisk lins tjocklek) hos de deponerade skikten ger mycket effektiv röntgenfokusering, vilket är avgörande för snabb avbildning. Papperet presenterar olika karaktäriseringsmetoder och sätt att minska återstående objektivfel. Teamet är övertygat om att det är möjligt att skapa linser som närmar sig en enda nanometerupplösning.
