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
Поступление в совместный российско-китайский Университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне В июле 2019 года в МГУ имени М.В. Ломоносова проходит набор учащихся на программы МГУ, реализуемые в Университете МГУ-ППИ в Шэньчжэне. Поступление в совместный университет – это возможность учиться в самом быстроразвивающемся городе мира на русском языке у ведущих преподавателей МГУ по самым современным программам, получить образование мирового уровня и дипломы сразу двух университетов, овладев китайским языком. Для поступления в совместный университет не требуется владения китайским языком. Прием документов и экзамены проходят на территории МГУ. Абитуриенты имеют право поступать одновременно в МГУ имени М.В. Ломоносова и МГУ-ППИ в Шэньчжэне.
Вокруг Нанограда Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. И сам город оказался молодым, динамичным, современным и интересным. Ниже дан небольшой фоторепортаж вокруг Нанограда, беглый взгляд, что собой представляет Ханты - Мансийск.
На лекциях Нанограда 2019 Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Мы приводим небольшой фоторепортаж с различных лекций Нанограда.
3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.
Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".
Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.
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!
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!
В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!
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...