Neuartige Röntgenlinse getestet

Mit hellen Röntgenquellen erkunden Forscher die innere Struktur von Biomolekülen, Solarzellen und vielen anderen Materialien. Für diese Analysen ist es häufig nötig, das intensive Röntgenlicht mit einer Sammellinse zu bündeln. Forscher um Frank Seiboth von der TU Dresden haben eine neue Bauform für Röntgenlinsen entworfen und einen Prototypen davon erfolgreich getestet. Davon berichten sie im Fachblatt „Applied Physics Letters“.

Auf einer Oberfläche ziehen sich mehrere Bahnen von in Grau abgestuften Lamellen
Lamellenstruktur auf der Linsenoberfläche

Röntgenstrahlung lässt sich nicht mit den gleichen Linsen bündeln wie sichtbares Licht. Stattdessen benutzen Wissenschaftler zu diesem Zweck Speziallinsen, die gegenwärtig aus Silizium gefertigt werden. Gängige Modelle führen aber zu vergleichsweise unscharfen und dunklen Abbildungen, weil sie zu viel Licht absorbieren. Seiboth und sein Team entwickelten nun eine neue Linsenform: In die ebene Oberfläche eines Siliziumblocks sind dabei feine, gebogene Lamellen von 1,5 millionstel Meter Dicke eingeprägt. Anders als bei herkömmlichen Linsen ist die Oberfläche dieses Modells nicht konkav geformt. Stattdessen sorgt das parabelförmige Profil der Lamellen für die Bündelung des Röntgenlichts. Auch die Lamellen bestanden aus Silizium, das mit Aluminiumoxid beschichtet war. In einem erfolgreichen Test konnte der Aluminiumoxid-Silizium-Prototyp das helle Röntgenlicht von PETRA III – einer Strahlungsquelle am Forschungszentrum DESY in Hamburg – auf eine Fläche von 164 mal 296 Nanometern bündeln.

Es ist zwar bereits mit anderen Linsen gelungen, das Röntgenlicht noch deutlich stärker zu fokussieren. Diesen Rückstand erklären die Forscher zum Teil durch Unregelmäßigkeiten im Lamellenprofil, die unter dem Elektronenmikroskop sichtbar wurden. Auch mit anderen Materialien ließe sich das Linsenmodell verbessern. „Später sollen die Lamellen dann mit dem deutlich röntgendurchlässigeren Kohlenstoff beschichtet werden“, kommentiert Seiboth. Mit einer reinen Diamantlinse wollen die Forscher in Zukunft mehr Licht passieren lassen und dieses noch stärker fokussieren.