John Bilello und Steven Yalisove von der University of Michigan bauten das Instrument, um den Prozeß des Zerstäubens (in Fachkreisen als Sputtern bekannt) zu beobachten – eine Methode zur "Spritzlackierung" von Oberflächen mit dünnen Atomschichten. Zerstäuben ist ein gängiges Verfahren zur Beschichtung von Materialien, um sie solider zu machen und gegen Korrosion, Reibung, Verschleiß und Temperatur zu schützen. Die Technik wird in unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt, von der Mikroelektronik bis hin zum Schutz der Turbinenschaufeln in Düsentriebwerken.

Im Jahre 1995 begannen die ersten Forscher, "Nadelstreifen"-Beschichtungen vorzunehmen – Muster mit abwechselnd dicken und dünnen Nanoschichten, welche die Materialstärke und Festigkeit dramatisch verbessern. Diese sogenannten multiskalaren Mikrostrukturen finden mittlerweile immer mehr Beachtung. Ihre Herstellung erfordert jedoch höchste Präzision, und die ist schwer zu erreichen. Zumindest in der Vergangenheit war es unmöglich, den Prozeß zu überprüfen, bevor die Beschichtung abgeschlossen war.

Die neue Entwicklung der Forscher ermöglicht es nun, in Echtzeit zu verfolgen, wie sich die Atome auf der Oberfläche anordnen. Dazu werden diese mit Röntgenstrahlen hoher Intensität bestrahlt, die sie zum Teil reflektieren. "Niemand war bisher in der Lage, die Eigenschaften der dünnen Filme während der Beschichtung zu messen – bis jetzt", sagte Bilello.

Nach seiner Auskunft könnten Wissenschaftler durch die Beobachtung der Ablagerung in der Lage sein, den laufenden Prozeß zu beeinflussen. Bilello und Yalisove entwickelten das Gerät für ihre Arbeit mit "Zerstäuber-Plasmen", bei denen Argonionen auf Festkörper geschossen werden, um diese zu verdampfen. Dadurch entsteht ein energiereiches Plasma, das andere Metalle, Keramiken und Polymere überzieht. Später, sagte Yalisove, wird die in-situ Röntgenstrahlen-Technik allgemein verfügbar sein. "Wenn die Röntgenstrahlen-Quellen kleiner werden und hochmoderne Detektoren den Wirkungsgrad verbessern, dann glauben wir, daß jeder derartige Systeme braucht, um so den Produktionsdurchsatz und die Qualitätskontrolle zu verbessern", meint er.