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Nanotechnik: Scharfer Blick dank Röntgenlinse

Mit Nanolinsen, die Röntgenstrahlen fokussieren, lässt sich auch in der Welt des Allerkleinsten Verborgenes sichtbar machen. Forschern des DESY ist nun ein Rekord gelungen.
Rekonstruktion des Röntgenfokus der LinseLaden...

Wissenschaftlern des Deutschen Elektronensynchrotons DESY in Hamburg ist der Bau einer Linse gelungen, die Röntgenstrahlung auf einen Bereich von gerade einmal acht Nanometern fokussiert. Damit sollten sich künftig Strukturen des Nanokosmos sichtbar machen lassen, die sich bislang einer Abbildung mit Röntgenstrahlung entzogen.

Die neuartige Röntgenlinse unter dem Rasterelektronenmikroskop.Laden...
Linse unter dem Rasterelektronenmikroskop | Die Linse besteht aus 5500 abwechwelnden Schichten von Siliziumkarbid und Wolfram. Der dunkle Bereich ist das Trägermaterial. Die Linse ist 40 Mikrometer breit.

Anders als Strahlen sichtbaren Lichts lassen sich Röntgenstrahlen nur mit aufwändigen Vorrichtungen auf einen Punkt fokussieren. Das Team um Saša Bajt entwickelte eine so genannte Multischicht-Laue-Linse aus Siliziumkarbid- und Wolframkristallen. Beide Materialien wurden zu insgesamt 5500 Schichten kombiniert. Entscheidend war nicht allein, den Schichten ihre jeweils eigene Dicke zu geben, sondern auch, die einzelnen Lagen leicht gegeneinander zu kippen, so dass ein keilförmiger Aufbau entsteht.

Das Endprodukt entspricht dabei dem Ausschnitt aus einem Ring mit dem Vierfachen der gewünschten Brennweite als Radius, erklären die Wissenschaftler in einer Mitteilung. "Vor uns ist es niemandem auch nur in Ansätzen gelungen, eine solche keilförmige Linse herzustellen", erklärt die Forscherin. Die Wissenschaftler haben dazu beim Materialauftrag mit Hilfe der Plasmazerstäubung einzelne Bereiche der entstehenden Linse abgeschattet und so die Form der Schicht bestimmt.

Tests zeigten, dass die Linse mit ihrem Acht-Nanometer-Fokus den errechneten Wert von sechs Nanometern nahezu getroffen hat. Zudem lässt die Linse bis zu 60 Prozent des eingestrahlten Röntgenlichts an den Fokus gelangen, was der Apparatur zusätzlich zur hohen Auflösung eine sehr hohe Lichtstärke verleiht.

Nun will das Team das Verfahren weiter verbessern. "Das seit Langem verfolgte Ziel, Röntgenstrahlung auf einen Nanometer zu fokussieren, scheint nun erreichbar", sagt Bajt. Damit würden Röntgenmikroskope die Auflösung von Rasterelektronenmikroskopen erreichen. Anders als bei diesen ist die Untersuchung mit Röntgenstrahlen jedoch nicht auf Oberflächen oder extrem dünne Proben beschränkt, sondern erlaubt auch den Blick ins Innere dickerer Proben.

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