Группа учёных из университета Нагоя в Японии создала деформируемое зеркало, которое изменяет размер рентгеновского луча более чем в 3400 раз. Для этого они использовали монокристаллическую пьезоэлектрическую пластину из ниобата лития (LN) вместо традиционной конструкции из двух частей.
Принцип работы
Их метод основан на использовании LN — материала с пьезоэлектрическими свойствами, то есть меняющего форму поверхности в ответ на напряжение. Традиционные рентгеновские зеркала жёсткие и не поддаются деформации, что затрудняет их адаптацию к меняющимся условиям эксперимента в реальном времени. Однако новая технология позволяет значительно изменять размер луча, что делает её полезной в различных ситуациях, встречающихся в промышленности.
Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
Такato Inoue из отдела физики материалов Высшей школы инженерии объяснил: «Наша технология значительно изменяет размер луча, позволяя наблюдать образцы различными способами. Мы достигли диапазона настройки в 3400 раз больше, что позволяет пользователям сначала провести общий обзор образца, а затем сфокусироваться на конкретных областях интереса, значительно оптимизируя рабочие процессы».
Как это работает
Изменяя форму зеркала, оператор может точно настроить рентгеновское излучение для получения общего обзора материала или фокусировки на определённых областях интереса. Однако на практике это сложно, потому что для контроля размера луча часто требуется две части зеркала, что ограничивает его толщину.
Создание зеркала из монокристалла позволяет исследователям сохранить тонкость и оптимизировать производительность.
Чтобы изготовить монокристаллическое зеркало, исследователи сосредоточились на LN. При воздействии высоких температур в печи структура поляризации LN — свойство, определяющее степень деформации — меняется. Используя это свойство, они сформировали биморфную структуру, используемую в зеркалах, без необходимости химического связывания, что значительно уменьшило толщину зеркала.
«Мы разработали зеркало толщиной всего 0,5 мм. Ожидается, что это достижение значительно увеличит степень свободы для всех экспериментов с использованием синхротронного рентгеновского излучения», — сказал Инуэ. «Эти свойства позволяют использовать его для рентгеновских лучей, а также в других областях, таких как мощные лазеры, используемые в промышленности».
Предоставлено университетом Нагоя.