Deux lentilles orthogonales focalisent le faisceau de rayons X en un petit point. L'objet sous enquête ( Acantharia , un plancton marin d'environ 50 microns de diamètre, avec des pointes montrant des détails nanostructurés) est placé à proximité du foyer et une image holographique fortement agrandie est enregistrée avec le détecteur. Cette mesure a été faite à la ligne P06, PETRA III, DESY, Allemagne. Crédit :Saša Bajt, Mauro Prasciolu, Holger Fleckenstein, Martin Domaracky, Henry N. Chapman, Andrew J. Morgan, Oleksandr Efanov, Marc Messerschmidt, Yang Du, Kevin T. Murray, Valerio Mariani, Manuela Kuhn, Steve Aplin, Kanupriya Pandé, Pablo Villanueva-Pérez, Karolina Stachnik, Joe P.J. Chen, Andrzej Andrejczuk, Alke Meents, Anja Burkhardt, David Pennicard, Xiaojing Huang, Hanfei Yan, Evgeny Nazaretski, Yong S. Chu et Christian E. Hamm; Lumière :science et applications ; DOI :10.1038/lsa.2017.162
Un nouvel objectif offre aux scientifiques les images radiographiques les plus nettes à ce jour du monde nano. L'appareil est composé de couches alternées de carbure de tungstène et de carbure de silicium et peut focaliser les rayons X durs sur un point de moins de dix nanomètres de diamètre. L'étude, dirigé par Saša Bajt du centre de recherche allemand Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, est signalé dans Lumière :science et applications .
La courte longueur d'onde et la nature pénétrante des rayons X sont idéales pour l'étude microscopique de matériaux complexes. Par exemple, Les images aux rayons X à résolution nanométrique permettent de mieux comprendre la structure et la fonction des matériaux, ce qui est essentiel pour le développement de nouveaux matériaux avec des propriétés améliorées. Cela nécessite des sources de rayons X lumineuses mais aussi une optique à rayons X très efficace et presque parfaite. Pour acquérir des images, les rayons X doivent être focalisés :comme dans un microscope optique. Ce n'est pas facile car les rayons X à haute énergie pénètrent la plupart des matériaux sans entrave et ne peuvent pas être manipulés de manière significative avec des lentilles conventionnelles. La lentille multicouche Laue surmonte ce problème. Cet appareil est essentiellement une nanostructure synthétique qui diffracte les rayons X un peu comme un cristal. Si façonné de la bonne façon, les rayons X incidents peuvent tous être concentrés dans un très petit foyer.
Les nanostructures synthétiques sont préparées par pulvérisation cathodique magnétron. Nous avons introduit une nouvelle paire de matériaux, carbure de tungstène et carbure de silicium, pour préparer des structures en couches avec des interfaces lisses et nettes et sans transitions de phase matérielles qui ont entravé la fabrication des lentilles précédentes. Le contrôle de l'épaisseur et de la forme de la couche avec une précision à l'échelle atomique est tout aussi important, explique Bajt.
Le contrôle sub-nanométrique de l'épaisseur de couche obtenu par dépôt par pulvérisation est considérablement meilleur que celui obtenu dans un processus de lithographie, un processus utilisé pour préparer des plaques de zone lithographiques couramment utilisées dans les microscopes à rayons X fonctionnant à des énergies de rayons X inférieures. Le rapport d'aspect élevé (plus petite épaisseur de couche par rapport à l'épaisseur de lentille optique) des couches déposées permet une focalisation des rayons X très efficace, ce qui est essentiel pour une imagerie rapide. L'article présente différentes méthodes de caractérisation et moyens de réduire les imperfections résiduelles des lentilles. L'équipe est convaincue qu'il est possible de créer des lentilles approchant une résolution nanométrique unique.
