Röntgenstrahl für Nanostruktur-Untersuchungen

Göttinger Forscher entwickeln Wellenleiterkonstruktion

Physikern der Universität Göttingen ist es gelungen, einen energiereichen „harten“ Röntgenstrahl so zu bündeln und zu fokussieren, dass sie damit molekulare Strukturen von Proben mit Abmessungen im Nanometerbereich untersuchen können. Dazu entwickelten die Forscher eine Kanalkonstruktion als „Wellenleiter“, mit dem ein quasi-punktförmiger Röntgenstrahlfleck produziert werden kann. In Zukunft ist es nun möglich, einzelne Molekülgruppen, Zellbestandteile und Nanokristalle isoliert zu „beleuchten“ und aussagekräftige Daten zu gewinnen, berichtet die Universität Göttingen.

Dem Forscherteam um Tim Salditt am Institut für Röntgenphysik ist es gelungen, den derzeit kleinsten energiereichen Röntgenstrahl mit einer Photonenenergie oberhalb von zehn Kiloelektronenvolt zu erzeugen. Die Einsetzbarkeit dieser Röntgenstrahlen, die den Großteil der molekularen Strukturinformation in fast allen wissenschaftlichen Disziplinen liefern, ist vielfältig. Seit mehr als 30 Jahren erproben Forscher weltweit Möglichkeiten, die Röntgenstrahlung auf einen immer kleineren Brennpunkt zu richten und die Intensität des Strahls zu erhöhen, um damit etwa Strukturen im Nanobereich analysieren zu können.

„Mit Hilfe eines Nano-Leiters, einem winzigen lithographisch hergestellten Kanal, ist es uns gelungen, einen intensiven und extrem fokussierten Strahl zu erzeugen“, so Salditt. Der von absorbierendem Silizium umgebene Kanal ist einige Millimeter lang, aber nur 30 millionstel Millimeter hoch und 70 millionstel Millimeter breit. Im Verhältnis von Länge, Breite und Höhe entspreche diese Struktur etwa einem 1.000 Kilometer langen Autobahntunnel, erläutert der Experte. In diesem Kanal breitet sich die Röntgenwelle aus und wird über die gesamte Länge in das erwünschte und exakt berechenbare Profil gebracht.