Wissenschaftler unter der Leitung der NTU Singapur haben eine neue energiesparende Methode entwickelt und simuliert, mit der hochfokussierte und fein kontrollierte Röntgenstrahlen erzeugt werden können, die tausendmal stärker sind als herkömmliche Methoden.

Dies ebnet den Weg für höchste QualitätRöntgenBildgebung, die leistungsstarke Röntgenstrahlen nutzt, um Defekte in Halbleiterchips genau zu erkennen. Die neue Methode könnte außerdem weniger Energie verbrauchen und eine fokussiertere Röntgenbildgebung für Gesundheitskontrollen ermöglichen.

Die neue Methode, die auf Computersimulationen basiert, schießt Elektronen auf ultradünne Materialien wie Graphen, die eine hochgeordnete Struktur aufweisen. Der Grundmechanismus ähnelt dem einer herkömmlichen RöntgenröhreRöntgenstrahlen. Doch es gab einen Wendepunkt: Während der Simulation zeigten sich die wellenförmigen Bewegungsmuster der Elektronen"geformt"auf ganz besondere Weise, so dass die Bahn der Teilchen mit den stark strukturierten Positionen der Atome des Materials übereinstimmte und sich mit ihnen überlappte.

Mithilfe von Computern simulierten die Wissenschaftler, wie Elektronen durch eine spezielle Platte gelangen, durch die auch elektrischer Strom fließt und so eine Spannung entsteht. Die Wissenschaftler konnten in Simulationen zeigen, wie sich Elektronen nach ihrem Durchgang durch diesen bewegen"Phasenplatte"Veränderungen, ein Effekt, der als Elektronenwellenformung bekannt ist.

Simulationsergebnisse zeigen, dass die Methode der Forscher bei Verwendung des gleichen Stroms zur Emission von Elektronen tausendmal stärkere Röntgenstrahlen erzeugt als die, die mit herkömmlichen Methoden erzeugt werdenRöntgenröhre.