图像提供信息 - 我们可以用自己的眼睛观察到的内容使我们能够理解。不断将感知领域扩展到最初从肉眼中隐藏的维度,从而推动科学向前。欧洲杯线上买球
如今,越来越强大的显微镜使我们能够看到生物体的细胞和组织,微生物和无生命的天性世界。但是,即使是最好的显微镜也有限制。“要能够观察到纳米级及以下的结构和过程,我们需要新的方法和技术,”耶拿大学的光学与量子电子研究所的Silvio Fuchs博士说。这特别适用于材料研究或数据处理等技术领域。欧洲杯足球竞彩“这些天,电子组件,计算机芯片或电路越来越小,”添加了Fuchs。他现在与同事一起开发了一种方法,可以显示和研究如此微小,复杂的结构,甚至可以“看到”它们而不会破坏它们。在本期《科学杂志》中”Optica“研究人员展示了他们的方法 - 与极端紫外线(简称XCT)的连贯性断层扫描 - 并在研究和应用中显示出潜力。
光穿透样品,并由内部结构反射
该研究的主要作者解释说,成像程序基于光学相干断层扫描(OCT),该研究已在眼科中建立了多年。“这些设备已开发出来,以逐层检查眼睛的视网膜,以创建3维图像。”在眼科医生,OCT使用红外光照亮视网膜。选择辐射的方式使要检查的组织不会太强烈地吸收它,并且可以通过内部结构反射。但是,Jena中的物理学家使用极短的紫外线,而不是长波红外光。“这是由于我们要成像的结构的大小,”费利克斯·威斯纳(Felix Wiesner)说。为了查看只有几纳米的结构大小的半导体材料,只需波长,只需几纳米即可。欧洲杯足球竞彩
非线性光学效应产生连贯的极短波紫外线
产生如此短波的紫外线(XUV)曾经是一个挑战,几乎只有在大型研究设施中才有可能。但是,耶拿物理学家在普通实验室中生成宽带XUV,并将所谓的高谐波用于此目的。这是通过激光光与介质的相互作用产生的辐射,并且具有原始光的频率多次。谐波顺序越高,所得波长越短。“通过这种方式,我们使用红外激光器生成光线的光线为10到80纳米,”耶拿大学非线性光学教授Gerhard Paulus教授解释说。“像辐射的激光一样,所得的宽带XUV光也相干,这意味着它具有激光样性能。“
在当前论文中描述的工作中,物理学家将硅中的纳米层结构暴露于相干XUV辐射,并分析了反射的光。硅样品在不同深度的其他金属(例如钛或银)中包含薄层。由于这些材料与硅具有不同的反欧洲杯足球竞彩射特性,因此可以在反射辐射中检测到它们。该方法是如此精确,以至于不仅可以以纳米的精度显示小样品的深层结构,而且由于反射行为的不同,还可以精确地确定样品的化学组成,尤其是在非非最重要的情况下,- 严重的方式。“这使连贯性断层扫描成为检查半导体,太阳能电池或多层光学组件的有趣应用,”保罗说。它可用于在此类纳米材料的制造过程中进行质量控制,以检测内部缺陷或化学杂质。欧洲杯足球竞彩
原始出版物:维斯纳F.等。使用极端紫外线层析成像对纳米层的物质成像,Optica(2021),https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm-uri=optica-8-2-230&id=447633