En piles rechargeables, les feuilles de matériau ultra-minces sont cruciales. Des réactions se produisent aux interfaces de ces feuilles. Les scientifiques veulent suivre ces réactions. Ils ont besoin d'un moyen de sonder les interfaces enterrées avec une spécificité élémentaire. En principe, Les techniques de spectroscopie des rayons X mous pourraient être un outil puissant pour sonder des interfaces aussi complexes. Cependant, ces techniques n'étaient pas disponibles en raison des limitations de l'optique et des sources laser. Pour la première fois, une équipe internationale a conçu une technique de génération de deuxième harmonique par rayons X doux et l'a utilisée pour caractériser des couches individuelles de graphène à l'intérieur d'un échantillon de graphite, promettant d'ouvrir de nouvelles perspectives sur la nature des interfaces complexes.

Savoir comment se produisent les réactions aux interfaces enterrées est crucial pour le stockage de l'énergie, purification de l'eau, et d'autres utilisations. La nouvelle technique offre un moyen de sonder des éléments spécifiques aux interfaces enterrées. Les résultats de la technique pourraient, un jour, laissez les scientifiques utiliser les rayons X mous pour suivre les processus interfaciaux se produisant en un quadrillionième de seconde.

Comprendre la nature détaillée des interfaces complexes est devenu une quête d'une signification profonde, car il sous-tend des avancées urgentes dans de nombreuses applications, y compris la purification de l'eau, dessalement, et les technologies de récupération, et est vital pour les processus centraux en électrochimie, chimie atmosphérique, biochimie, et la conversion d'énergie. Les scientifiques ont développé une nouvelle technique pour sonder les interfaces avec une sélectivité spécifique à la surface et à l'élément, démontré pour les couches individuelles de graphène dans le graphite en vrac. Lorsque des impulsions de rayons X mous d'un laser à électrons libres pénètrent dans le matériau, ils excitent les électrons de l'orbite interne dans les atomes de carbone. Pour les atomes de carbone constituant une interface graphite, ces excitations peuvent produire un photon (un paquet de lumière) avec deux fois l'énergie des photons entrants. Les scientifiques peuvent utiliser les observations de cette génération de deuxième harmonique pour élucider d'importantes propriétés interfaciales, ainsi que les réactions chimiques se produisant sur ces interfaces.