De resultaten zijn gepubliceerd in ‘ACS Nano’ van de American Chemical Society.
De huidige structuren voor bijvoorbeeld het manipuleren van licht zijn complexe bouwwerken op nanoschaal. Ook elektronicachips bestaan uit meerdere verdiepingen, met materiaallagen en verbindingen. Hoe weet de architect van zo’n nano-gebouw of het doet wat het moet doen? Door een microscoop zie je alleen de buitenkant, het oppervlak. Dieper binnenin de structuur kijken, kan tot nu toe alleen door ‘m in plakjes te zagen en die stuk voor stuk te onderzoeken. Het is duidelijk dat de functionaliteit daarbij verloren gaat. De nieuwe techniek maakt ook plakjes, maar dit zijn 2D afbeeldingen – zoals ook in de scanner in het ziekenhuis. Al deze beelden samen vormen een 3D beeld van het inwendige van de structuur.
Hoewel röntgentechnologie al lang in gebruik is, blijft het vaak nodig om het ‘sample’ open te maken, om de gewenste diepte en het gewenste contrast te halen. De nieuwe traceless X-ray tomography (TXT) profiteert van een aanzienlijk hogere röntgen foton-energie, zodat het mogelijk is om in samples te kijken met een silicium dikte van meer dan een millimeter. Diana Grishina, eerste auteur van het paper: "Dit is een 20 keer grotere dikte dan met bestaande technieken. In de huidige nanotechnologie is de dikte ruim voldoende om afbeeldingen te maken dwars door de hele wafer waarop de nanostructuur is aangebracht. Alle silicium structuren blijven intact tijdens het scannen." Ook is het mogelijk om in te zoomen op een gewenst gebied.
In de experimenten is de röntgenstraling, met een foton-energie van 17 kilo electronvolt (keV), scherp gesteld tot een spotje van 23 nanometer bij 37 nanometer. De experimenten zijn gedaan bij de European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Grenoble. Het sample is steeds verschoven en geroteerd om, op elke diepte, een plakje te kunnen afbeelden. Het combineren van alle beelden tot een 3D-afbeeldingen vergt dan nog het nodige rekenwerk.
Als voorbeeld hebben de onderzoekers een zogenaamd ‘fotonisch kristal’ onderzocht, dat recent een doorbraak was in de wereld van de fotonica. In zo’n kristal is het mogelijk om licht naar je hand te zetten, zelfs tot op het niveau van een enkel foton. Het kristal dankt zijn functie aan vele diepe ‘poriën’, die in twee richtingen in het silicium zijn geëtst en die kunnen werken als een gevangenis voor licht. Aan het oppervlak kunnen de goede en slechte samples er identiek uitzien, maar dat zegt niets over het inwendige. Zo ontdekten de onderzoekers kristallen die inwendig een lege ruimte hadden, en ook kristallen waarvan de geëtste poriën heel oppervlakkig waren gebleven zodat de gewenste functie nooit te bereiken is. Onderzoeksleider prof. Willem Vos: "Als het sample dat je hebt gemaakt, anders presteert dan je zou verwacht, kan TXT de oorzaak boven tafel halen. Het sample blijft dan gewoon beschikbaar voor verder onderzoek. Daarom is het een uniek en krachtig gereedschap om 3D structuren kritisch te beoordelen."
Megaohmmeters op batterijen. Het aanbod werkplaatsuitrusting van TME omvat onder meer professionele apparaten van Fluke.…
De HCX oliepeilglazen van Elesa+Ganter bieden een geavanceerde oplossing voor industrieel onderhoud en productie. Deze…
Een kleinschalig en compact apparaat, Fuze, gebouwd door de Amerikaanse startup Zap Energy heeft plasma…
Al 15 jaar is het Festo Bionic Learning Network gefascineerd door vliegen. Het team heeft…
Kwantummechanische verschijnselen zoals radioactief verval, of algemener: ‘tunnelen’, vertonen intrigerende wiskundige patronen. Twee onderzoekers aan…
Een nieuwe ultragevoelige glasvezelsensor kan deeltjes met een diameter tot 50 nanometer detecteren. In de…