Experimentalphysik mit dem Schwerpunkt Analytische Röntgenphysik

Röntgenmikroskopie

Die kurze Wellenlänge von Röntgenstrahlen ermöglicht Mikroskopie mit hohen Auflösungen (~30 nm) genau zwischen optischer Mikroskopie (> 200 nm) und Rasterelektronenmikroskopie (~1-2 nm). Moderne Röntgenmikroskope erreichen räumliche Auflösungen von weniger als 10 nm, theoretisch nur begrenzt durch die Objektivoptik. Die im Vergleich zu Elektronen hohe Eindringtiefe von Röntgenstrahlen macht zudem Untersuchungen von dicken (10 µm) wässrigen Proben möglich, was diese Technik zu einem idealen Werkzeug für die Untersuchung von Zellen und organischem Gewebe macht.

Gemeinsam mit dem Max-Born-Institut betreibt das Berliner Labor für innovative Röntgentechnologien (BLiX) einen Prototyp eines Vollfeld-Wasserfenster-Labor-Röntgenmikroskops auf Basis einer durch einen Hochleistungslaser induzierten Plasmaquelle. 

Laserplasma-basiertes Laborröntgenmikroskop

Das BLiX Röntgenmikroskop wird mit einer hoch brillianten Laserplasmaquelle bei einer Emissionswellenlänge von 2.48 nm im Spektralbereich des Wasserfensters betrieben. Der hohe natürliche Absorptionskontrast zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff in diesem Spektralbereich ermöglicht die Untersuchung der inneren Struktur biologischer Proben in ihrer natürlichen wässrigen Umgebung. Die Eindringtiefe der Strahlung beträgt in Wasser bei dieser Wellenlänge bis zu 10 Mikrometer. Die Belichtung der Probe erfolgt mit einem Multilayer Kondenser Spiegel. Durch die Verwendung von Zonenplatten als abbildende Optik kann in diesem Spektralbereich eine räumliche Auflösung von wenigen 10 nm erreicht werden. Die in dem Demonstrator integrierte Mikroskopiekammer ermöglicht hochauflösende Tomographie an schockgefrorenen Proben. Der Anwendungsbereich des Laborröntgenmikroskops ist die biomedizinische Forschung.

Mit dem Labor-Röntgenmikroskop wurden grundlegende Entwicklungen des Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie in das Applikationslabor BLiX transferiert.

Folgende Publikationen eignen sich, um sich einen Überblick zu verschaffen:

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