Lecture by Dr. Silvio Fuchs (IOQ Jena)

"Kohärenztomografie mit extrem ultravioletter Strahlung – Zerstörungsfreie Querschnittsbildgebung mit nano-skaliger Auflösung"

Traditional Jena Optics Colloquium

28.01.2020 05:00pm
ACP auditorium, Albert-Einstein-Str. 6, 07745 Jena

Mikroskopie im sogenannten extremen ultravioletten Spektralbereich (XUV) erreicht dank der kurzen Wellenlänge Auflösungen im Nanometerbereich. Zudem kann ein einzigartiger elementspezifischer Absorptionskontrast genutzt werden, da die Strahlung mit den Innerschalenelektronen der Probenmaterialien wechselwirkt. Aufgrund der hohen Absorption ist es jedoch technisch sehr herausfordernd, Objektive mit großer numerischer Apertur im XUV-Bereich herzustellen. Es müssen also Wege gefunden werden, wie man trotz kleiner verfügbarer numerischer Apertur dennoch eine hohe Auflösung erreichen kann.

Im Vortrag wird ein im XUV-Bereich neuartiges, dreidimensionales Abbildungsverfahren vorgestellt, dessen axiale (in die Tiefe) Auflösung nicht von der Fokussierung, sondern von den spektralen Eigenschaften der Strahlungsquelle abhängt. Dazu wurde die im optischen Bereich bekannte und heutzutage in der Augenheilkunde weit verbreitete Methode der optischen Kohärenztomographie (OCT) in den XUV-Bereich übertragen und weiterentwickelt. Die XCT genannte Methode erreicht axiale Auflösungen von wenigen Nanometern und ist in der Lage, zerstörungsfreie Querschnittsbilder, beispielsweise von integrierten Halbleiterstrukturen in Silizium, abzubilden. Auch können zusätzlich zur Struktur quantitative Informationen aus den Messungen gewonnen werden, die eine Materialidentifikation ermöglichen. Als XUV-Strahlungsquelle werden hohe Harmonische von ultrakurzen infraroten Laserpulsen (HHG) eingesetzt. Dies ermöglicht einen laborbasierten Aufbau und damit Unabhängigkeit von typischerweise in der XUV-Mikroskopie verwendeten Synchrotronstrahlungsquellen (Großforschungseinrichtungen). Im Gegensatz zur axialen Auflösung ist die laterale Auflösung des Verfahrens noch durch die fokussierende Optik begrenzt. Dies soll in Zukunft durch eine Kombination von XCT mit linsenfreien Abbildungsverfahren wie der Beugungsbildgebung (CDI bzw. Ptychographie) erreicht werden.

DER REFERENT
Dr. Silvio Fuchs studierte und promovierte in Physik an der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Er beschäftigte sich zunächst mit der laserbasierten Erzeugung von XUV-Strahlung an relativistisch bewegten Oberflächen und in Gasen. Aufbauend auf diesen Grundlagen wandte er sich dann der Bildgebung mit diesen Strahlungsquellen zu und entwickelte die Methode der Kohärenztomographie im EUV-Bereich (XCT). Momentan arbeitet er als Post-Doc am Helmholtz-Institut Jena und koordiniert ein Forschungsteam, welches verschiedene Bildgebungsmethoden im XUV- aber auch im weichen Röntgenbereich entwickelt, bzw. insofern weiterentwickelt, dass die Methoden zusätzlich um eine Zeitauflösung im Femto- bis hin zum Attosekundenbereich erweitert wird.

https://optikkolloquium.de/veranstaltungen/jok479/

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