«Рентген используется, чтобы изучить нано мир, поскольку они в состоянии показать намного более прекрасные детали, чем видимый свет и их сила проникновения позволяют Вам видеть внутренние объекты», объясняет Бэджт. Размер самых маленьких деталей, которые могут быть решены, зависит от длины волны используемой радиации.
У рентгена есть очень короткие длины волны только приблизительно 1 к 0,01 нанометрам (нм), по сравнению с 400 – 800 нм для видимого света. Нанометр – одна миллионная миллиметра. Высокое проникновение рентгена одобрено для трехмерного томографического отображения объектов, таких как биологические клетки, компьютерные микросхемы и наноматериалы, вовлеченные в энергетическое преобразование или хранение. Но это также означает, что рентген проходит прямо через обычные линзы, не будучи согнутым или сосредоточенный.
Один возможный метод, чтобы сосредоточить рентген должен просто задеть их от поверхности зеркала, чтобы подтолкнуть их к новому направлению. Но такие зеркала рентгена ограничены в их силе сходимости и должны механически полироваться к высокой точности, делая их чрезвычайно дорогими.Альтернатива означает сгибаться, рентген должен использовать кристаллы.
Кристаллическая решетка дифрагировала рентген, поскольку немецкий физик Макс фон Лауэ обнаружил век назад. Сегодня, искусственные кристаллы могут быть сделаны на заказ, чтобы резко сосредоточить рентген, внеся различный слой материалов слоем. От этого стандартного блока прибывает многослойная линза Лауэ или MLL, сделанный покрытием основание с тонкими слоями выбранных веществ. «Однако обычные линзы Лауэ ограничены в их сходящейся власти по геометрическим причинам», объясняет Бэджт. «Чтобы получить максимальную власть, слои MLL должны быть немного наклонены друг против друга». Поскольку теоретические вычисления показали, все слои такого «втиснутого» MLL должны лечь перпендикуляр на круг с радиусом дважды фокусного расстояния.
Это довольно особое условие не могло быть изготовлено – до сих пор. Команда Бэджта изобрела новый производственный процесс, где маска частично ограждает основание от материала внесения. В полутени маски растет втиснутая структура, и наклоном слоев управляют просто, регулируя интервал маски к основанию.
Втиснутый MLL тогда сокращен из региона полутени. «Перед нами никто не близко подошел к строительству такой втиснутой линзы», говорит Бэджт.Исследователи произвели втиснутую линзу от 5 500 переменных слоев кремниевого карбида (ТАК) и вольфрама (W), варьирующийся по толщине.
Заключительное сокращение линзы от этих депозитов составляло 40 микрометров (миллионные части метра) широкий, 17,5 микрометров толщиной и 6,5 микрометров глубиной.Команда проверила их новую линзу в крайнем блестящем источнике рентгена DESY ПЕТРА III. Тест на экспериментальной станции, P11 показал, что линза произвела центр, всего 8 нм шириной, который является близко к стоимости дизайна 6 нм.
Тесты также показали, что профиль интенсивности через линзу очень однороден, предпосылка для высококачественных изображений. Дизайн линзы позволяет передавать до 60 процентов поступающего рентгена к образцу.
Ученые сосредоточили луч рентгена во всего одном направлении, приводящем к тонкой линии. Сосредоточивание в двух размерах, чтобы получить маленькое место может быть сделано, просто используя две линзы в линии, одно сосредоточение горизонтально и другой вертикально. «Наши результаты подтверждают наш метод фальсификации, чтобы достигнуть линз высоко сосредотачивающейся власти. Мы полагаем, что имеем необходимый контроль, чтобы достигнуть еще более высоких линз власти», уточняет Бэджт. «Кажется, что долгожданная цель сосредоточения рентгена к нанометру находится в досягаемости».
Это поместит отображение рентгена наравне с качеством, достигнутым с растровыми электронными микроскопами, у которых, как правило, есть резолюция 4 нм. Преимущество состоит в том, что отображение рентгена не ограничено просмотром поверхностей или чрезвычайно тонких образцов только, но может проникнуть через образец. «Наше новое понятие линзы поможет ученым всмотреться глубже в nanocosm и сделать ранее недоступные детали видимыми», говорит Бэджт.