Voir les propriétés à petite échelle des matériaux pertinents pour la nanotechnologie est un défi majeur qui ne peut actuellement être relevé que dans des conditions idéales. L'imagerie par rayons X cohérente promet d'élargir considérablement la gamme de matériaux et d'environnements dans lesquels ces propriétés importantes peuvent être observées. Utilisateurs des divisions Science des Matériaux et Nanosciences &Technologies d'Argonne, en collaboration avec le X-Ray Microscopy Group du Center for Nanoscale Materials et les chercheurs de l'Advanced Photon Source, KAIST, Université du Nord de l'Illinois, et l'Université de Melbourne, ont rapporté le développement d'une nouvelle technique d'imagerie par rayons X, ptychographie cohérente par projection de Bragg aux rayons X, et son application à l'étude des structures nanométriques dans les couches minces ferroélectriques.

Sous certaines conditions, films minces ferroélectriques (utilisés, par exemple, dans des mémoires informatiques spécialisées) forment des réseaux de domaines à l'échelle nanométrique avec des polarisations locales distinctes qui sont difficiles à imager car leurs propriétés sont contrôlées par l'environnement du film. La visualisation non invasive de ces domaines polaires dans des conditions limites réalistes est la clé du développement continu des dispositifs ferroélectriques.

La méthode de ptychographie de Bragg utilise un faisceau de rayons X nanofocalisé hautement pénétrant pour créer des images de diffraction cohérentes se chevauchant spatialement, lequel, dans cette étude, ont été utilisés pour visualiser la polarisation du domaine à l'échelle nanométrique dans un film mince ferroélectrique de PbTiO soumis à une contrainte épitaxiale 3 . Avec une résolution spatiale démontrée de moins de six nanomètres, cette nouvelle technique d'imagerie quantitative ouvre la voie à la visualisation de la morphologie et du comportement des domaines à l'intérieur des hétérostructures ferroélectriques dans des conditions pertinentes.