DESY-Lichtquelle PETRA III bietet Rekord-Röntgenblick

Röntgen-Rastermikroskop erreicht mit 10 Nanometern weltbeste Auflösung

30.07.2012

Schroer et al.

Aufnahme des Siemenssterns aus Tantal mit dem Röntgenrastermikroskop an der Messstation P06.

Ein neuartiges Mikroskop bei DESY bietet den weltweit schärfsten Röntgenblick. Dank der außergewöhnlichen Brillanz von DESYs Röntgenquelle PETRA III kann das Mikroskop noch bis zu zehn Nanometer kleine Details abbilden - das ist zehntausendmal dünner als ein menschliches Haar. Nur an wenigen Orten auf der Welt ist eine so feine optische Auflösung möglich.

Das Instrument wurde von einem Team um Prof. Christian Schroer von der Technischen Universität Dresden gemeinsam mit DESY-Forschern am Messplatz P06 gebaut und vom Bundesforschungsministerium gefördert. Es steht bereits allen Nutzern zur Verfügung. Mögliche Anwendungen sind etwa die Abbildung von Strukturen in Mikrochips oder die Untersuchung der Chemie von Katalysator-Nanoteilchen.

Das Rasterröntgenmikroskop setzt auf die Technik der sogenannten Ptychographie. Das heißt, es bildet die Untersuchungsobjekte nicht direkt ab, sondern registriert die Beugungsmuster, die entstehen, wenn die Probe mit einem feinen Röntgenstrahl abgerastert wird. Der Röntgenstrahl fährt das Untersuchungsobjekt dazu Punkt für Punkt ab, aus der Gesamtheit der Beugungsbilder entsteht dann ein Abbild der Probe.

"Mit der Ptychographie umgeht man die Beschränkung der Auflösung in der konventionellen Mikroskopie", erläutert Schroer. Je mehr Details sich vor allem im Außenbezirk des Beugungsbilds aufzeichnen lassen, desto genauer wird die Abbildung. Durch die enorme Helligkeit von PETRA III ist das Beugungsbild auch weit in den Außenbezirken noch erkennbar. So erreicht das Rasterröntgenmikroskop bei DESY die Rekordauflösung von zehn Nanometern - das ist mindestens doppelt so gut wie in der konventionellen Mikroskopie möglich.

"Das ist ein Musterbeispiel für die Anwendung einer Hochbrillanzquelle", betont Schroer. Seine Gruppe demonstrierte die Fähigkeiten des Rasterröntgenmikroskops durch Abbildung eines sogenannten Siemenssterns, in dem sich weiße und schwarze Strahlen abwechseln, aus dem Metall Tantal. Die Technik eignet sich für zahlreiche Anwendungen im Nanokosmos, etwa um die Struktur von Mikrochips abzubilden oder Kohlenstoff-Nanoröhrchen zu untersuchen. Darüber hinaus kommt sie für zahlreiche Proben aus den Bereichen Geo- und Umweltwissenschaften sowie der Biomedizin infrage.

Im Prinzip ist die Auflösung des Mikroskops nur durch die Röntgenstrahldichte auf der Probe beschränkt. In Zukunft kann diese durch Optimierung der fokussierenden Röntgenoptik noch wesentlich gesteigert werden, so dass eine Auflösung mindestens bis hinunter zu einem Nanometer möglich wird.

Deutsches Elektronen-Synchroton DESY

News weiterempfehlen PDF Ansicht / Drucken

Teilen bei

Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • Rasterröntgenmikroskopie
Mehr über Deutsches Elektronen-Synchroton DESY
  • News

    Ecken und Kanten steigern Wirksamkeit von Katalysatoren

    Abgas-Katalysatoren arbeiten wirksamer mit Nanopartikeln einer kantigeren Form. Das zeigt eine Untersuchung an DESYs Röntgenlichtquelle PETRA III. Forscher des DESY NanoLabs haben dafür die Umwandlung von giftigem Kohlenmonoxid zu ungiftigem Kohlendioxid an Edelmetall-Nanopartikeln live beo ... mehr

    Forscher beobachten wachsende Nanodrähte live

    An DESYs Röntgenlichtquelle PETRA III haben Wissenschaftler das Wachstum winziger Drähte aus Galliumarsenid live verfolgt. Die Beobachtungen zeigen genaue Details der Wachstumsprozesse, die für Form und Kristallstruktur der kristallinen Nanodrähte verantwortlich sind. Diese Erkenntnisse bie ... mehr

    Streiflicht für rasante Abläufe

    Ein internationales Forscherteam hat am Röntgenlaser FLASH eine neue Untersuchungsmethode entwickelt, die es erlaubt, den Verlauf von Prozessen mit einem einzelnen ultrakurzen FLASH-Lichtblitz zu verfolgen. Die Methode, die „X-ray Streaking“ genannt wird, erlaubt erstmals die kontinuierlich ... mehr

Mehr über TU Dresden
  • News

    Schnelle Diagnose von Krankheiten mit neuartigem Bluttest

    Prof. Jochen Guck, Forschungsgruppenleiter am Biotechnologischen Zentrum (BIOTEC) der TU Dresden, medizinische Kollegen des Uni-Klinikums Carl Gustav Carus Dresden und Partnerinstitute aus Dresden, Cambridge (Großbritannien), Glasgow (Großbritannien) und Stockholm (Schweden) nutzen die Tech ... mehr

    Wissenschaftler entwickeln einen Sensor für das wichtigste Krebs-Gen

    Rauchmelder alarmieren uns, wenn es in einem Haus brennt und schützen damit Leben. Einen molekularen Rauchmelder haben Forscher der Medizinischen Fakultät der TU Dresden nun für das wichtigste humane Krebs-Gen, das TP53 Gen, entwickelt. Dieser Rauchmelder zeigt in Zellen an, ob das TP53 Gen ... mehr

    Kühe kochen nicht

    Nicht überall wo „Bio“ drauf steht, ist auch wirklich „Bio“ drin, warnen Verbraucherschützer. Einem Team von Dresdner Lebensmittelchemikern unter der Leitung von Prof. Dr. Thomas Henle ist es nun gelungen, ein neues Verfahren zur Unterscheidung von "konventioneller" und "ökologisch" erzeugt ... mehr

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.