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.
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.
---- 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...
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.
...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,
Как говорится, кстати о птичках... Есть уже и ОПТИЧЕСКАЯ микроскопия с разрешением порядка 20 нм и лучше..."
А можно поподробнее, хотя бы вкратце?
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
Перст-дайджест В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Пластырь по мотивам колючек кактуса быстро и эффективно собирает капли пота для анализа. Как нож сквозь масло, или секреты резки полимеров. Алмазное стекло из фуллеренов. Есть только миг: метаморфозы антиферромагнитного кристалла в терагерцовом импульсе. Лазерная нарезка струи или оптофлюидный резонанс.
С Новым годом! Мы надеемся, что Новый год принесет всем удачи, новые достижения, откроет перспективы и сделает мир лучше. Поздравляем всех с Новым годом!
Электронные материалы Заочной Научно - Технологической Школы - 2021
А.А.Семенова, Е.А.Гудилин, коллектив авторов С 15 ноября по 15 декабря 2021 в рамках XVI Всероссийской Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" проведено подготовительное мероприятие для потенциальных участников Олимпиады - Заочная Научно-Технологическая Школа (ЗНТШ'2021). В этой статье собраны основные факты и сборник электронных материалов ЗНТШ.
Десять лет перовскитной солнечной энергетики
Е.А.Гудилин , Mend Comm, А.Б.Тарасов, Н.Н.Удалова, А.А.Петров, другие авторы Журнал Mendeleev Communications опубликовал виртуальный специальный выпуск «Ten years of hybrid perovskite photovoltaics and optoelectronics in the mirror of MAPPIC 2020 meeting»
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2021
Коллектив авторов Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 8, 9, 10 и 11 июня 2021 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут с использованием дистанционных образовательных технологий.
В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.
Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.
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.
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.
).
).
Есть уже и ОПТИЧЕСКАЯ микроскопия с разрешением порядка 20 нм и лучше...