Röntgen laboratórium

A röntgen laboratórium elsődleges kutatási iránya, a szilárd anyagok atomi szerkezetének felderítése. Ehhez különböző méréstechnikákat használunk, a minta formájától és a meghatározandó paraméterektől függően. A minta formája szerint beszélünk egykristály, por (vagy polikristály) és vékonyréteg mintákról.

Az egykristály mintákat (kis krisztallit formájában, karakterisztikus méret ~0.1 mm) un. egykristálydiffrakciós technikával vizsgáljuk. Ez lehetővé teszi ismeretlen minta pontos atomi szerkezetének meghatározását. Lehetőség van hőmérsékletfüggő mérésekre is a 25-300 K-es tartományban.

A porminták (vagyis a sok kis kristályszemcséből álló porok, az egyes szemcsék mérete 1 mikron alatti) mérésére pordiffrakciót alkalmazunk. A méréshez 1 mg fölötti anyagmennyiség szükséges és itt is lehetőség van hőmérsékletfüggő mérésekre a 100-1000 K-es tartományban. Pordiffrakció esetében a mintában jelenlévő ismert fázisok azonosítására, esetleg mennyiségére kaphatunk felvilágosítást.

A harmadik csoportba tartozó vékonyrétegek, nagy, sima, sík felületű hordozóra felvitt rétegek vagy rétegszerkezetek lehetnek. A tipikus vizsgálható rétegvastagság az 5-100 nm tartományba esik. Meghatározható a teljes rétegvastagság, - periodikus rendszer esetén - a periodicitás, ill. a felület és/vagy rétegek érdessége.

A fentieken túl foglalkozunk speciális új szerkezetvizsgáló módszerek kifejlesztésével. Az utóbbi években kidolgoztuk a nukleáris rezonanciaszóráson alapuló pordiffrakciós technikát, és az atomi felbontású röntgen holográfiát. Az elsőként említett mérési típus alkalmas Mössbauer magokat tartalmazó polikristályokban a belső hiperfinom terek és a kristályrács kölcsönös viszonyának felderítésére. A röntgen holográfia segítségével pedig egy kiválasztott elem körüli közeli atomi rend háromdimenziós képe határozható meg.

Modellszámolásokat végzünk a közeljövőben induló szabadelektron-lézerek segítségével történő atomklaszterek, egyedi biológiai molekulák atomi szerkezetének meghatározásával kapcsolatban. Ezen belül a részecskék sugárkárosodását, illetve a diffrakciós képek osztályozását tanulmányozzuk. E módszerek még nem terjedtek el széles körben, biztonságos alkalmazásukhoz még további elméleti és kísérleti munka szükséges.

Fontosabb kutatási témák: Fullerének szerkezetvizsgálata, nukleáris szórás, röntgen holográfia.