Neues Röntgen-Verfahren

Ein Forschungsteam der DESY-Synchrotronquelle PETRA III, des Zentrums für Röntgen- und Nanowissenschaften (CXNS) sowie der schwedischen Lichtquelle MAX IV hat eine Schlüsseltechnik der Röntgen-Ptychographie neu entwickelt: Statt die Probe um den Strahl herum zu bewegen, wird der Röntgenstrahl mit höchster Präzision selbst über die Probe gesteuert.

Die neue Methode bringt erhebliche Vorteile für die künftige Nutzung von PETRA IV – und damit wichtige Verbesserungen für viele Forschungsszenarien. PETRA IV könnte damit nicht nur in Idealproben, sondern auch unter realistischen, schwierigen Probenumgebungen hervorragende Imaging-Ergebnisse liefern.

Zum Beispiel bei Untersuchungen von Batterie- und Katalysatormaterialien im Betrieb: Katalysatorpartikel oder Batteriekomponenten könnten direkt unter realen Betriebsbedingungen untersucht werden – etwa während einer Lade- und Entladephase. In einer aktuellen Studie demonstrierte das Forschungsteam diesen neuen Beam-Scanning-Ansatz durch die Visualisierung der Eisenoxidation bei Drücken von bis zu 50 Gigapascal und zeigte damit seine Fähigkeit zur Bildgebung in Umgebungen, die bisher unzugänglich waren. Die hohe Brillanz von PETRA IV kombiniert mit der flexiblen Strahlsteuerung ermöglicht die zerstörungsfreie Bildgebung im Nanometerbereich für komplexe Proben, die unter anspruchsvollen Bedingungen sonst nur schwer zu bewegen oder zu untersuchen wären.

Das Update der Methode öffnet nicht nur neue Forschungsfelder, sondern verstärkt auch die Wettbewerbsfähigkeit von PETRA IV als weltweit führende Röntgenlichtquelle. Gerade für Material-, Energie- und Umweltforschung ergeben sich damit völlig neue Perspektiven.