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Microscope neuf de rayon X de superbe-définition

Un microscope nouveau de rayon X de superbe-définition développé par une équipe de recherche de Paul Scherrer Institut (PSI) et EPFL en Suisse combine le pouvoir élevé de pénétration des rayons X avec la résolution spatiale élevée, permettant pour la première fois pour jeter la lumière sur la composition intérieure détaillée des dispositifs et des structures cellulaires de semi-conducteur.

Les premières images de superbe-définition de ce microscope nouveau seront en ligne publié le 18 juillet 2008 en la Science de tourillon.

Les « chercheurs avaient travaillé sur de tels concepts de microscopie de superbe-définition pour des électrons et des rayons X depuis de nombreuses années, » dit professeur et meneur d'équipe Franz Pfeiffer d'EPFL. « Seulement la construction d'un instrument portant sur plusieurs millions spécifique de Suisse-franc à la source lumineuse suisse de la LPC nous a permise de réaliser la stabilité qui est nécessaire pour appliquer notre méthode nouvelle dans la pratique. »

L'instrument neuf emploie un détecteur de Pilatus de megapixel (dont le frère trouvera des collisions du grand Collider du Hadron du CERN), qui a excité la communauté de synchrotron pour que sa capacité compte des millions de photons uniques de rayon X au-dessus d'une vaste zone. Cette fonctionnalité clé permet pour enregistrer les diagrammes diffraction détaillés tandis que l'échantillon trame-est balayé par l'endroit focal du faisceau. En revanche, les microscopes de lecture conventionnels de rayon X (ou électron) mesurent seulement l'intensité transmise par total.

Ces caractéristiques de diffraction sont alors traitées avec un algorithme conçu par l'équipe suisse. « Nous avons développé un algorithme de reconstruction d'image que les affaires avec les multiples dizaines de milliers d'images de diffraction et les combine dans un micrographe de rayon X de superbe-définition, » explique le chercheur Pierre Thibault, le premier auteur de LPC sur la publication. « Afin de réaliser des images de la plus haute précision, l'algorithme reconstruit non seulement l'échantillon mais également la forme exacte de la sonde légère résultant du faisceau de rayons X. »

Les microscopes de lecture conventionnels d'électron peuvent fournir des images haute résolution, mais habituellement seulement pour la surface du spécimen, et les échantillons doivent être maintenus dans l'aspirateur. Le microscope neuf de la superbe-définition de l'équipe suisse dérive ces conditions, signifiant que les scientifiques pourront maintenant examiner profondément dans des semi-conducteurs ou des échantillons biologiques sans les modifier. Il peut être employé non-destructively pour caractériser des défectuosités de nanomètre dans des dispositifs de semi-conducteur enterrés et pour aider à améliorer la production et le rendement de futurs dispositifs de semi-conducteur avec des configurations de sous-cent-nanomètre. Encore une autre application très prometteuse de la technique est dans la microscopie à haute résolution des sciences de la vie, où le pouvoir de pénétration des rayons X peut être employé pour vérifier les cellules incluses ou les structures subcellulaires. En conclusion, l'approche peut également être transférée à l'électron ou la lumière laser visible, et l'aide dans le modèle de la lumière et des microscopes électroniques neufs et meilleurs.