Новости химической науки > Новый способ наблюдения за наномиром

Новый тип рентгеновской микроскопии позволит исследователям заглянуть внутрь наноустройств.

Разработанная швейцарскими учеными рентгеновская дифракционная микроскопия высокого разрешения (high-resolution scanning x-ray diffraction microscopy) сочетает в себе проникающую способность сканирующей просвечивающей рентгеновской микроскопии [scanning transmission x-ray microscopy (STXM)] и высокое разрешение, свойственное изображениям, получаемым с помощью когерентной дифракции [coherent diffraction imaging (CDI)].

Обычный SEM образ золотого слоя (слева). Новый метод рентгеновской микроскопии позволяет визуализировать зоны Френеля на пластинке (справа). (Рисунок из Science, 2008, DOI: 10.1126/science.1158573)

В методе STXM используется сфокусированный рентгеновский луч, который проникает в образец и исследует внутреннее строение материала. В ходе исследования фиксируется интенсивность рентгеновских лучей, проходящих через материал, разрешение полученной картины ограничивается размером фокусного пятна рентгеновского луча. В методе CDI также используются рентгеновские лучи, но реконструкция строения образцов в этом случае строится за счет двумерного распределения рассеянных лучей.

Швейцарская исследовательская группа под руководством Франца Пфайффера (Franz Pfeiffer) из Швейцарского Федерального Института разработали метод, в котором образец сканируется фокусным пятном рентгеновских лучей, при этом картина полной дифракции фиксируется для каждой точки образца. Далее компьютерный алгоритм комбинирует информацию о дифракции, формируя одну микрографию. Такой подход позволяет преодолеть предел разрешения рентгеновских лучей, задаваемый размером фокусного пятна, благодаря чему можно получать информацию об объектах, размеры которых менее 50 нм.

Исследователи успешно протестировали новую методику, получив изображение пластины со скрытой зоны Френеля – устройства, состоящего из радиальных симметричных колец, используемых для фокусировки света.

Член исследовательской группы Пьер Тибо (Pierre Thibault) отмечает, что новая методика позволяет изучать полупроводниковые приборы, как, например, компьютерные микросхемы, не нарушая их целостности. Он добавляет, что методика может быть скомбинирована с различными типами спектроскопии для получения дополнительной информации о составе, степени окисления и взаимном расположении атомов внутри образца. Он добавляет, что использование энергии рентгеновского излучения, близкой энергии ионизации атомов, позволит определить химический состав образца.

Источник: Science, 2008, DOI: 10.1126/science.1158573

метки статьи: #аналитическая химия, #нанотехнологии, #физическая химия, #химия поверхности