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17.10.2018
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Polnische Gesellschaft für Synchrotronstrahlung zeichnet DESY-Team aus

Forscher um Saša Bajt für Veröffentlichung über innovative Röntgenlinsen geehrt

Für einen Fachaufsatz über innovative Röntgenlinsen hat das Team von DESY-Gruppenleiterin Saša Bajt von der Polnischen Gesellschaft für Synchrotronstrahlung PSRS den Preis für die beste Veröffentlichung im Bereich Synchrotron- oder Röntgenlaserstrahlung in einem wissenschaftlichen Fachjournal bekommen. Die beschriebenen „high numerical aperture multilayer Laue lenses“ (Mehrschicht-Laue-Linsen mit hoher numerischer Apertur) können schärfere und hellere Bilder der Nanowelt erzeugen als bisher. Eine weiterentwickelte Version dieser Röntgenoptiken wurde kürzlich auch von der Microscopy Society of America als eine der zehn besten Innovationen des Jahres 2018 ausgezeichnet.

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Ein Teil des Entwicklerteams, das mit Saša Bajt (vorne rechts) arbeitet. Bild: DESY
Im Gegensatz zu herkömmlichen Linsen brechen Mehrschicht-Laue-Linsen (MLL) das Licht nicht, sondern beugen die einfallende Röntgenstrahlung so, dass sie auf eine möglichst kleine Stelle konzentriert wird. Dazu bestehen MLL aus abwechselnden, nanometer-dünnen Schichten zweier verschiedener Materialien. Bajts Team erkannte, dass die einzelnen Schichten in der optimalen Linse leicht keilförmig sein müssen, so dass sie gemeinsam den Ausschnitt aus einem Ring aufbauen, der einen Radius von der doppelten Brennweite hat. Für diese Optiken haben die Forscher ein neues Produktionsverfahren entwickelt, weil sich diese spezielle Eigenschaft mit bisherigen Techniken nicht herstellen ließ.

Die jetzt ausgezeichnete Studie beschreibt die Analyse dieser Linsen mit Hilfe der eindimensionalen Interferenzmethode (Ptychographie), die von Andrew Morgan in der Gruppe von Henry Chapman entwickelt wurde. Das Verhalten der Linsen ließ sich dank der komplizierten numerischen Simulation der Wellenausbreitung durch Andrzej Andrejczuk (Universität Bialystok, Polen) und Jacek Krzywinski (SLAC National Accelerator Laboratory, USA) verstehen.

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Die neuartige Röntgenlinse unter dem Rasterelektronenmikroskop. Der dunkle Bereich ist das Trägermaterial. Die Linse ist 16 Mikrometer hoch. Bild: Mauro Prasciolu/DESY
Messungen fanden an der Strahlführung P11 an DESYs ultrabrillanter Röntgenquelle PETRA III mit dem neuen, ebenfalls bei DESY entwickelten LAMBDA-Detektor mit hoher Bildrate statt. Die Tests zeigten, dass die Linse den Röntgenstrahl auf eine dünne, nur acht Nanometer breite Linie fokussiert, deren Breite nahe am Designwert der Linse lag. Die Linse fokussierte dabei bis zu 60 Prozent der einfallenden Röntgenstrahlung auf die Probe. Um einen Röntgenstrahl in zwei Dimensionen zu fokussieren, müssen zwei Linsen senkrecht zueinander kombiniert werden.

Weitere Autoren des Fachaufsatzes sind Mauro Prasciolu (DESY), Alke Meents (DESY), David Pennicard (DESY), Heinz Graafsma (DESY), Anton Barty (DESY), Richard Bean (DESY), Miriam Barthelmess (DESY), Dominik Oberthür (DESY und Universität Hamburg), Oleksandr Yefanov (DESY), Andrew Aquila (European XFEL) und Henry Chapman (DESY und Universität Hamburg).

 

Mitteilung des PSRS-Preiskomitees:
http://www.synchrotron.org.pl/index.php/en/society/psrs-award