Röntgenmikroskopie im „Wasserfenster“

Gepulste Röntgenstrahlung wird für zahlreiche innovative Anwendungen benötigt, die von der strukturellen Analytik in der Biologie und den Lebenswissenschaften bis hin zur Untersuchung grundlegender Wechselwirkungsmechanismen mit Materie reichen. Intensive Röntgenpulse ermöglichen z.B. tomographische Aufnahmen aus dem Inneren von Zellen oder die Strukturaufklärung von Makromolekülen mit Ortsauflösungen auf der Nanometerskala. Allerdings stehen für derartige Untersuchungen aufgrund fehlender Laborstrahlquellen derzeit ausschließlich Synchrotrons oder Freie-Elektronen-Laser zur Verfügung, was den Einsatz und die Verbreitung der höchstauflösenden Messtechniken stark einschränkt.

Im Rahmen des SFB 755 „Nanoscale Photonic Imaging“ wurde ein kompaktes Laborröntgenmikroskop für den Bereich des „Wasserfensters“ (λ = 2,2 nm … 4,4 nm) entwickelt. Ein in einem kurzgepulsten Gasjet erzeugtes Laserplasma wird dabei von einem Kondensorspiegel auf eine Probe fokussiert und diese dann mit einer Fresnel´schen Zonenplatte stark vergrößert auf eine Kamera abgebildet. Bei Einsatz von Stickstoff als Targetgas (Emissions-Wellenlänge 2,88 nm) konnte bereits eine Ortsauflösung im Bereich von 50 nm demonstriert werden.

 

Weiterführende Informationen:

M. Müller et al:
“Table-to Soft X-ray Microscopy with a Laser-induced Plasma Source Based on a Pulsed Gas-jet“, AIP Conf. Proc. 1764 (2016)

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