Fysiker kom på hur man kan förbättra kvaliteten på röntgenmikroskopbilder

Röntgenmikroskop kan användas för att studera den tredimensionella strukturen hos material, organismer eller vävnader,

utan att skära eller skada provet.Teoretiskt gör denna teknik det möjligt att skapa bilder med en upplösning på flera nm. Men i praktiken begränsas dess möjligheter av svårigheterna med att tillverka en ideal lins.

I hans arbete publicerat i tidskriften PhysicalReview Letters, fysiker från universitetet i Göttingen har visat att "imperfektioner" hos linser kan övervinnas genom att lägga till bildrekonstruktionsalgoritmer till innovativa linser. 

Som en lins använde forskare ett flerskikten zonplatta bestående av flera atomlager avsatta i form av koncentriska cirklar på en tunn tråd. Ett sådant system förhindrar ömsesidig interferens genom att öka belysningen av observationspunkten.

Fysiker placerade den skapade linsen mellan de filmadeobjekt och röntgenkamera i en extremt ljus och fokuserad röntgenstråle vid den tyska elektronsynkrotronen i Hamburg. Forskarna konstaterar att kameran fick tre olika typer av signaler, som tillsammans gav fullständig information om ett okänt föremåls struktur, även om föremålen absorberade lite eller ingen röntgenstrålning.

Schema för experimentet. Bild: Markus Osterhoff

Författarna till verket noterar att de övergav idén om att skapa en idealisk lins. Istället mätte de den skapade linsen exakt och införlivade dess parametrar i informationsbearbetningsalgoritmer. 

Forskare har visat sitt arbeteenheter genom att ta bilder av halvledarnanotrådar med en upplösning på mindre än 10 nm. Forskarna konstaterar att fördelen med den nya metoden är att föremålet inte behöver skannas, vilket gör att mycket snabba mikroskopiska processer i material också kan ”fångas” i rörelse.

På grund av svårigheterna har många forskare redan gjort detövergav användningen av röntgenmikroskopi med linser och försökte istället helt ersätta linser med algoritmer. Men genom att använda linser och algoritmer tillsammans kombinerar vårt tillvägagångssätt det bästa av två världar.

Tim Salditt, professor vid Fysiska fakulteten vid universitetet i Göttingen, en av författarna till studien

Läs mer

Kinesisk AI förutsäger förloppet av hypersoniska missiler. Hämndstrejken kommer att vänta

Hemligheten med livslängd avslöjas. Allt handlar om genuttryck, och här är hur du kan påverka det

Forskare söker efter mineraler för elfordon på botten av ett gammalt hav