røntgenmikroskopi

Røntgenmikroskopi er en bildeteknikk som bruker røntgenstråling for å fremstille bilder av objekter på mikrometer- til nanometerskala. Den gjør det mulig å visualisere indre strukturer i prøver som er for tykke til å ses med optiske mikroskoper, og brukes både i material- og livsvetenskapsforskning. Hovedmodaliteter inkluderer fullfelt røntgenmikroskopi (TXM) og skannende røntgenmikroskopi (STXM).

Prinsippene bygger på transmisjon av røntgenstråler gjennom prøven og innsamling av et projisert bilde eller virtuell scanning. De mest brukte objektivene er fokuserende zoneplater eller krumme linser. TXM gir et helhetlig bilde, mens STXM skanner prøven punkt for punkt. Kontrasten oppnås primært gjennom røntgenabsorpsjon, men fasekontrast og kjemisk kartlegging via NEXAFS er også mulig i det myke røntgenområdet.

Oppløsningene varierer med energien og teknologien. I myke røntgenområdet når man vanligvis ned mot noen titalls nanometer; nyere metoder som ptychografi kan nå under 10 nm. Hardere røntgenstråler gjør det mulig å undersøke tykkere prøver, og røntgentomografi kan gi tre-dimensjonale bilder av komplekse strukturer.

Anvendelser omfatter materialvitenskap og energi- og miljøforskning (porøsitet, kornstrukturer, batterier, katalysatorer) samt biologiske prøver hvor strukturell kontekst og kjemisk sammensetning er viktig. I STXM kan man også få kjemisk kartlegging over små områder via NEXAFS-spektroskopi.

Begrensninger inkluderer tilgjengelighet, et behov for spesielt tilpasset prøvestørrelse og -forberedelse, samt strålebelastning som kan skade prøven. Analyse krever avansert databehandling og ofte tilkomst til synkrotronsfasiliteter eller kule-lab-basert dedikert utstyr.