Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. (a) Флуоресценция Ge Kα от островков SiGe на подложке Si (001 в сравнении с (b) оптической микрофотографией, сделанной в том же положении. Установленная связь между оптической микрофотографией и картой рентгеновской флюоресценции позволяет точно (на микроскопическом уровне) «навестись» на исследуемый объект (например, жёлтым цветом отмечены усечённые пирамиды, тогда как сиреневым – плоские образования).
Рис.2. (a) SEM-изображение обычного пирамидального островка SiGe/Si(001) с 4 гранями типа (111) и одно гранью (001) на вершине усечённой пирамиды. Область исследования симметрично разбита на 25 зон, в которых форма и напряжение определяются с помощью «пятна» монохроматичного рентгеновского излучения с диаметром 200 нм. (b) Представлены 25 полученных микроснимков с помощью сканирующего XRD. Они дают представление о рассеянной интенсивности рентгновского излучения около симметричного рефлекса Si(004), который сам по себе не содержит абсорбента. Если падающий луч рентгеновского излучения осветит грань типа (111), то мы должны увидеть определённый отклик (12-14). Здесь мы видим только две грани, так как для двух остальных граней пучок рентгеновского излучения будет перпендикулярен.
Рис.3. Рентгенограмма от одного островка (а) в сравнение с модельной рентгенограммой (b) и интегральное усреднение по ансамблю таких островков (с). На рисунке (d) представлено схематическое изображение дифракционной плоскости, определяемой волновыми векторами ki и kf, по отношению к ориентации отдельного островка.

Пространственное разрешение XRD – 200 нм.

Ключевые слова:  методы исследования наноматериалов, островные структуры, рентгеновское излучение

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

02 июня 2008

Трудность получения идеально сфокусированного пучка рентгеновских лучей с высокой интенсивностью заставляет учёных придумывать всё новые и новые подходы для решения самых трудных задач: сканирование малых площадей и получение высококачественных рентгенограмм. Проблема заключается в том, что фактически не существует такого вещества, которое бы смогло выступить в виде линзы для рентгеновских лучей и сфокусировать их на небольшой площади. Остаётся только один метод – отражение пучка на искривлённых поверхностях, однако этот подход требует достаточно точного «вытачивания» подобного рода «линз». Следовательно, стоимость рентгеновского оборудования и его эксплуатации становится всё выше и выше, тогда как учёные по всему миру нуждаются в качественном XRD-анализе тех материалов, которые они синтезируют.

Авторы работы, опубликованной в “Applied Physics Letters” совместили XRD высокого разрешения (в обратном пространстве) с субмикронным пространственным разрешением (в реальном пространстве). Объектами для изучения были «островки» SiGe на подложке Si(001), по методу Странски-Крастанова посредством жидкофазной эпитаксии. При этом интенсивность излучения была сопоставима с интенсивностью излучения при «обычной» съёмке.

На рисунках 1-3 представлены основные результаты проведённого исследования. Эти экспериментальные данные говорят о том, что сканирование (рис.2) позволяет выделить и точно распознать ориентацию отдельных граней образца.

Учёные надеются, что данная методика войдёт в повседневную практику нанотехнологов и позволит детально изучать рентгенограммы отдельных частей различных нанообъектов.




Комментарии
---- Проблема заключается в том, что фактически не существует такого вещества, которое бы смогло выступить в виде линзы для рентгеновских лучей и сфокусировать их на небольшой площади.
----

Может я чего путаю, но вроде как бериллий может выступать в роли материала для рентгеновской линзы. Да и рентгеновские лазеры сделали уже давно. (хотя там своеобразный принцип получения высокоинтенсивного рентгеновского излучения)
На самом деле проблема нанофокусировки рентгеновского излучения может решаться различными методами, например, с помощью так называемых зонных пластинок, разрешение которых на сегодняшний день порядка 50 нм и лучше. Они уже несколько лет выпускаются серийно - см, например xradia
Дело в деньгах как ни странно...
я боюсь, что различного рода монохроматоры и фокусирующие элементы стоят довольно больших денег и могут эксплуатироваться в течение не очень длительного времени (несколько лет) после чего требуют замены...

Пока все разговоры о рентгеновских линзах - область полунаучной фантастики, так что извините...
Александр Владимирович,
учтите, что Френелевские линзы весьма сильно гасят пучек (и чем больше разрешение, тем сильнее), кроме того 50 нм - это для длины волны 1.5 нм, тогда как в РД методах обычно используются волны раз в 10 меньше (CuKa - 0.154 нм). Для таких энергий разрешение уже 100 нм.
Кста, неплохой обзор по методам фокусировки рентгена не слишком давно был в MaterialsToday, правда назывался почему-то "рентгеновской томографией"...
Если обратиться к первоисточнику- статье, то следует отметить, что использовалась рентгеновская диффракция на источнике синхротронного излучения (линия ID13, ESRF, Гренобль), поэтому проблем с интенсивностью не возникало - авторы упоминают об интенсивности 10 в 9 степени квантов в секунду..и конечно использовалась монохроматизация СИ , а не линия К альфа меди, как в лабораторных установках...
А разговоры о рентгеновских линзах уже не полунаучная фантастика, а нормальная реальность...что касается их замены через несколько лет - то так и надо поступать со всеми научными приборами, так как через 3-5 лет появляются новые, на которые и надо переходить, если есть желание получать что-то новое...
B A A, 02 июня 2008 21:11 
Автору - выпить яду... В статье внятно описываются рентгеновские линзы. Compound refractive lenses - одномерные или двумерные, бериллиевые, кремниевые, даже трансфокаторы - производятся и используются. Время жизни в ондуляторном пучке - годы. Френелевские линзы, капиллянные линзы, многослойные зеркала... Субмикронный фокус давно не проблема, проблема при этом не убить разрешение по моменту расходимостью пучка и иметь возножность удерживать это мелкое пятно в НУЖНОМ месте образца. В этом и есть пафос статьи.

Странски-Крастанова - это не метод роста, а РЕЖИМ.
B A A, 02 июня 2008 21:18 
...около симметричного рефлекса Si(004), который сам по себе не содержит абсорбента? Рассмотрение исходного текста дает рефлекс, закрытый маской/абсорбером, и это правильно, чтоб на CCD артефактов не наловить.


P.S. За копирайт еще не вламывали? Внимание модератору.
Александр Ринатович, вынужден не согласиться:не сочтите за вульгарную саморекламу, но мы занимаемся фокусировкой рентгеновского излучения и нейтронного ( конечно же, тепловых нейтронов!) с одновременной монохроматизацией уже много лет и на коммерческой основе . Так как мы работаем с HOPG(высокоориентированный пиролитический графит), то стойкость его измеряется десятилетиями ( и это, с точки зрения коммерции, ужасно), а стоимость-...ну стоимость не особенно превышает стоимость традиционных плоских граф.монохроматоров. Плюсы же- боюсь, это будет расценено как реклама.
Кстати, Александр Владимирович! Нам понравилось Pseudo-spherical stepped diffractor constructed under constant step width conditions (multi-stepped monochromator). Предлагаю Вам посмотреть B.Beckhoff, B.Kanngieber,W.Malzer. "New broad-band filtering device with rectangular efficiency shape based on X-ray focusing by strongly curved HOPG crystals" Denver, 1996.
Paper #: 2859-42 pp.190-199
Любопытный подход с HOPG но с разной длиной ступенек.

Александр Анатольевич,
Счёл нужным написать (я эту статью и комментарии прочитал с большим интересом, но сам отнюдь не эксперт в этой области, всегда опасался таких мощных фотонов ).

Я так понимаю, что этот портал и создан для обсуждения нанотехнологий, особенно Российских и их популяризации и продвижения в жизнь!
(Модераторы, редакторы, Евгений Алексеевич, поправьте меня пожалуйста (и постараюсь не начинать здесь про другую рекламу...))

И что может быть уместнее, особенно в обсуждении этой статьи, чем хорошее описание того, чем Вы занимаетесь!! Научное и продукта в сравнении с конкурентами (и всегда можно дать хорошую ссылку ).

Мне лично очень интересно.
Я сам практически не занимаюсь рентгеновской диффракцией, но если придётся когда участвовать в выборах/покупке подобных приборов, информация может очень пригодиться!
Chutko Vladimir, 03 июня 2008 05:24 
Как говорится, кстати о птичках... Есть уже и ОПТИЧЕСКАЯ микроскопия с разрешением порядка 20 нм и лучше...
"Chutko Vladimir,
Как говорится, кстати о птичках... Есть уже и ОПТИЧЕСКАЯ микроскопия с разрешением порядка 20 нм и лучше..."
А можно поподробнее, хотя бы вкратце?
B A A, 04 июня 2008 12:29 
Подозреваю, что это Near-field Scanning Optical Microscopy (NSOM), по разрешению похоже и некое отдаленное отношение к оптике имеет.
Chutko Vladimir, 05 июня 2008 07:06 
Да, NSOM и еще флюорисцентная микроскопия. Ну, и всякие разновидности их. Ну, почему отдаленное... К геометрической оптике - конечно

Глухов А.П.: Поподробнее - даже так сразу не скажу. Наберите в Гугле "Optical microscopy 20 nm" и вывалится куча ссылок, пресс-релизы, статьи, сообщения компаний... Вообще-то это не моя область, столкнулся в связи с другими задачами...
что-то обсуждение куда-то не туда ушло...
вроде как с оптической микроскопией понятно: подведите источник света на расстояние 10-50 нм, чтобы это было много меньше длины волны и вуаля...

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Альбумин на HOPG
Альбумин на HOPG

Разминочные викторины по предметам стартовали на Наноолимпиаде
ХIV Всероссийская олимпиада по нанотехнологиям началась. Мы открыли впервые за 13 лет отдельные тесты для школьников по основным предметным направлениям - химии, физике, математике, биологии. Это первые (новые) официальные конкурсы олимпиады, фактически, разминка, дальше будет больше и интереснее...

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»:Динамическое термоодеяло по мотивам кожи кальмара. Газоанализатор на висмутене. Фуллерены для Тиффани. Магнетизм доменной стенки в сегнетоэлектрике или магнитоэлектрическая “сказка наоборот”. 100-летний юбилей академика Исаака Марковича Халатникова. Нобелевская премия 2019.

"Новые нанотехнологии" для "Кванториума"
Новая образовательная программа по основам нанотехнологий разработана для детских технопарков «Кванториум»

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.