Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schnellere Röntgeninterferometer durch Einzelphotoneninterferenz

18.12.2007
Mit Röntgeninterferometern können Längen bis in den mm-Bereich mit einer Auflösung von unter einem nm gemessen werden. Die geringe Translationsgeschwindigkeit der Interferometer, die den Einsatz in der Praxis erschwerte, konnte jetzt um den Faktor 100 gesteigert werden, indem die zeitliche Korrelation einzeln interferierender Röntgenphotonen ausgenutzt wurde.

Rontgeninterferometer konnen Langen im mm-Bereich mit Sub-nm-Auflosung messen, wobei das nahezu perfekte Kristallgitter von hochreinem Silicium als Langenskale genutzt wird. Die Dimensionen beliebiger sub-µm-strukturierter Proben werden dabei mit dem Gitterparameter von Silicium (alpha0~ 0,543... nm) verglichen, der im Projekt zur Neubestimmung der Avogadrokonstanten extrem präzise bestimmt wurde. Für messtechnische Anwendungen im Zusammenhang mit Rastersondenmikroskopen sind solche Messungen von großer Bedeutung.

Einer weiteren Verbreitung dieser Methode standen aber bisher geringe Translationsgeschwindigkeiten von nur 1 nm/s bis 10 nm/s entgegen. Sie sind Folge der begrenzten Intensität typischer Labor-Röntgenquellen: Die notwendige Filterung des periodischen Interferenzsignals führt zu einer Kontrastverminderung, die bei einer klassischen Messung ein langsames Verfahren des Interferometers erforderlich macht.

Quantenmechanisch kommt es aber auch in einem stark "verdünnten" Strom von Röntgenphotonen zur Interferenz: Als Wellenpaket betrachtet, folgen selbst einzelne Photonen in ihrem zeitlichen Auftreffen auf den Detektor der gleichen Wahrscheinlichkeit, die im Fall ausreichend intensiven Röntgenlichts zu dem kontinuierlichen Signal führt, dessen Periode man bestimmen möchte. Dieser wohlbekannte quantenmechanische Sachverhalt wird nun gezielt ausgenutzt: Protokolliert man die Zeiten, zu denen die einzelnen Photonen auftreffen, kann man durch eine anschließende Fouriertransformation dieser Zeitreihe sehr genau die Frequenz bestimmen, mit der die Gitterperioden durchfahren wurden. Bei konstanter Geschwindigkeit lässt sich damit die Weginformation rekonstruieren und man erhält die gleiche Information wie bei der klassischen Messung, aber in sehr viel kürzerer Zeit.

So konnten Translationsgeschwindigkeiten bis zu 1000 nm/s realisiert werden. Die Methode wird in Zukunft nicht nur in weiter verbesserten Messplätzen zur Bestimmung des Gitterparameters von Silicium, sondern darüber hinaus auch für andere Längenmessungen in der Nanotechnologie eingesetzt werden.

Weitergehende Informationen von
U. Kuetgens,
Tel.: (0531) 592-4330,
E-Mail: ulrich.kuetgens@ptb.de

Erika Schow | idw
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de/de/publikationen/news/html/news073/artikel/07302.htm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neue Methode zur Analyse von Supraleitern
24.10.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Bildung von Magma-Ozeanen auf Exoplaneten erforscht
24.10.2017 | Österreichische Akademie der Wissenschaften

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: 65 neue genetische Risikomarker für Brustkrebs entdeckt

Manche Familien sind häufiger von Brustkrebs betroffen als andere. Dies kann bislang nur teilweise durch genetische Risikomarker erklärt werden. In einem weltweiten Verbund haben Forscher nun 65 weitere Erbgutvarianten identifiziert, die zum Brustkrebsrisiko beitragen. Die Studie, an der auch Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum und dem Universitätsklinikum Heidelberg beteiligt waren, wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Die Forscher erwarten, dass die Ergebnisse dazu beitragen, Screeningprogramme und die Früherkennung von Brustkrebs zu verbessern.

Seit Angelina Jolies medienwirksamer Entscheidung, sich vorbeugend die Brüste entfernen zu lassen, ist der genetische Hintergrund von Brustkrebs auch einer...

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fettstoffwechsel beeinflusst Genaktivität

24.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Forscher der Universität Hamburg entdecken Mechanismus zur Verdopplung von Pflanzengenomen

24.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Bakterielle Toxine im Darm

24.10.2017 | Biowissenschaften Chemie