STXMおよびプティコグラフィー検出器のアップグレード：カナダ光源施設でCCDをsCMOSに置き換え |

「以前はCCDカメラを使用していましたが、高スループットのシステムではデータの取得と転送に数秒を要し、制約を受けていました。Dhyana 95 V2を使用することで、同等の量子効率でこのプロセスをミリ秒単位で実行できます。」

――ジャン・ワン、カナダ光源施設

グループ研究の目的

カナダ光源施設（Canadian Light Source）は、サスカチュワン大学にあるカナダの国立シンクロトロン放射光施設です。分光顕微鏡（SM）ビームラインは、高輝度で波長可変の軟X線を生成し、走査透過型X線顕微鏡（STXM）、X-PEEMなどを用いて、カナダ国内外の研究グループによる健康、材料、環境分野の基礎研究および応用研究を支援しています。

ジャン・ワン博士は、SMビームラインを担当する上級科学者です。

装置と実験

同グループは、常温および極低温の両方の条件下で走査透過型X線顕微鏡（STXM）を使用している。

Dhyana 95 V2の高ダイナミックレンジ（HDR）モードを使用した環境STXMでは、16ビットで最大80ke-の軟X線直接生成電子井戸を捉えることができ、優れたダイナミックレンジを実現し、液体冷却によってバックグラウンドを最小限に抑えることができます。

このセンサーは、プティコグラフィーと呼ばれるプロセス（コヒーレント回折イメージング（CDI）のスキャンモード）において、ゾーンプレート投影の重なり合うラスタースキャンパターンで回折された軟X線を検出します。回折画像データは転送され、逆フーリエ変換によって5.6 nmの解像度で実空間画像が再構成されます。これは、従来のSTXMベースのナノプローブ法（40 nm）に比べて7倍以上の改善です。

これらの装置を用いることで、材料科学、環境科学、および関連分野におけるナノスケール形態の空間分解能研究のために、2Dおよび3D分光プティコグラフィーを利用することが可能になります。

同グループはまた、高スループットなパイプラインにおいて、データ取得とプティコグラフィーデータの再構築のために、独自のPythonベースのカスタムソフトウェアを使用している。