Una nuova lente offre agli scienziati le immagini a raggi X più nitide mai ottenute dal mondo nano. Il dispositivo è costituito da strati alternati di carburo di tungsteno e carburo di silicio e può focalizzare i raggi X duri in un punto di meno di dieci nanometri di diametro. Lo studio, guidato da Saša Bajt del centro di ricerca tedesco Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, è riportato in Luce:scienza e applicazioni .

La lunghezza d'onda corta e la natura penetrante dei raggi X sono ideali per l'indagine microscopica di materiali complessi. Per esempio, Le immagini a raggi X con risoluzione nanometrica forniscono una migliore comprensione della struttura e della funzione dei materiali, che è fondamentale per lo sviluppo di nuovi materiali con proprietà migliorate. Ciò richiede sorgenti di raggi X luminose ma anche ottiche a raggi X altamente efficienti e quasi perfette. Per acquisire immagini, i raggi X devono essere focalizzati:come in un microscopio ottico. Questo non è facile in quanto i raggi X ad alta energia penetrano senza impedimenti nella maggior parte dei materiali e non possono essere manipolati in modo significativo con le lenti convenzionali. La lente multistrato Laue risolve questo problema. Questo dispositivo è fondamentalmente una nanostruttura sintetica che diffrange i raggi X in modo molto simile a un cristallo. Se modellato nel modo giusto, i raggi X incidenti possono essere tutti concentrati in un fuoco molto piccolo.

Le nanostrutture sintetiche sono preparate mediante magnetron sputtering. Abbiamo introdotto una nuova coppia di materiali, carburo di tungsteno e carburo di silicio, per preparare strutture a strati con interfacce lisce e nitide e senza transizioni di fase del materiale che hanno ostacolato la produzione di lenti precedenti. Altrettanto importante è il controllo dello spessore e della forma dello strato con precisione su scala atomica, spiega Bajt.

Il controllo sub-nanometrico dello spessore dello strato ottenuto attraverso la deposizione per sputtering è considerevolmente migliore di quello ottenibile in un processo di litografia, un processo utilizzato per preparare lastre di zona litografica comunemente utilizzate nei microscopi a raggi X che operano a energie di raggi X inferiori. L'elevato rapporto di aspetto (spessore dello strato più piccolo rispetto allo spessore della lente ottica) degli strati depositati rende la messa a fuoco dei raggi X molto efficiente, che è fondamentale per l'imaging veloce. Il documento presenta diversi metodi di caratterizzazione e modi per ridurre le imperfezioni residue delle lenti. Il team è convinto che sia possibile creare obiettivi che si avvicinano a una risoluzione di un singolo nanometro.