ENGINEERINGNET.BE - Om te ontdekken wat er binnenin een driedimensionale nanostructuur zit, is het niet langer nodig om de structuur in dunne plakjes te zagen en dus onherstelbaar te beschadigen.
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.
Onderzoeker Diana Grishina stelt: “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, scherp gesteld tot een spotje van 23 nanometer bij 37 nanometer. De experimenten zijn gedaan bij de European Synchrotron Radiation Facility in 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.”
