Ινστιτούτο Φυσικής Πλάσματος και Λέιζερ

Ελληνικό Μεσογειακό Πανεπιστήμιο

Πρόσβαση για ΑΜΕΑ

Ανάπτυξη συστήματος πολυφασματικής
μικροσκοπίας σύμφωνων ακτίνων-Χ

κωδικός: T1EDK-04549

 

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΜΕΣΟΓΕΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ (HMU)

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ (TUC)

ΑΙΝΟΟΥΧΑΟΥ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΑΕ (IKH)

​

Ερευνητικό πρόγραμμα XMMaS: ανάπτυξη συστήματος πολυφασματικής μικροσκοπίας στην περιοχή των ακτίνων-Χ του ακραίου υπεριώδους κενού (XUV) βάση των ερευνητικών αποτελεσμάτων των συνεργαζόμενων φορέων:

​

​

Η ραγδαία ανάπτυξη της νανοτεχνολογίας έχει αυξήσει τις ανάγκες ταχείας απεικόνισης στη νανοκλίμακα. Σύγχρονες μεγάλες υποδομές που μπορούν να παρέχουν τέτοιες πηγές σύμφωνης ακτινοβολίας ακτίνων-Χ είναι τα laser ελεύθερων ηλεκτρονίων (XFEL). Για την ανάπτυξη, συντήρηση και στελέχωση τέτοιων υποδομών απαιτούνται τεράστιες οικονομικές επενδύσεις και αυτός είναι και ο λόγος του πολύ μικρού αριθμού τους διεθνώς. Το πρόγραμμα XMMaS στοχεύει στην ανάπτυξη επιτραπέζιου πρότυπου συστήματος γρήγορης μικροσκοπικής απεικόνισης με σύμφωνο φως, στη φασματική περιοχή ακτίνων-Χ που θα επιλεχθεί (XUV), για νανοδομημένα υλικά με τεράστιο εύρος χρήσης σε σύγχρονες τεχνολογικές εφαρμογές. Τα μοναδικά χαρακτηριστικά των πηγών XUV θα προσδώσουν προστιθέμενη αξία στο τελικό  πρότυπο  καλύπτοντας πτυχές της  απεικόνισης που μέχρι σήμερα δε δύναται να καλυφθούν από τις συμβατικές πηγές φωτός.

​

Επιλέγοντας τα λογότυπα των συνεργαζόμενων φορέων: IPPL of HMU, EL of TUC & IKH SA στα δεξιά της σελίδας μπορείτε να ενημερωθείτε για τις δραστηριότητές τους και τη συνεισφορά τους στο XMMaS.

​

Χαρακτηριστικά εργαστηριακού πρότυπου:

​

  • Σταθερή και χαρακτηρισμένη γρήγορη πηγή XUV σύμφωνου φωτός

  • Επιλογή φασματικής περιοχής XUV

  • Επίδειξη σύμφωνης, πολυφασματικής απεικόνισης περίθλασης ακτίνων-Χ
    (CDI) με διακριτική ικανότητα χωρικής ανάλυσης τάξεως 100 νανομέτρων
    και χρονικής ανάλυσης femtoseconds

​​

Πλεονεκτήματα βιομηχανικού πρότυπου (Blueprints):

​

  • Βιομηχανικό προϊόν υψηλής προστιθέμενης οικονομικής και εμπορικής αξίας

  • Σύστημα αιχμής ικανό να καλύψει τις ανάγκες διάγνωσης και απεικόνισης σε νανοκλίμακα

  • Εφαρμοσμένη επιστήμη και τεχνολογία ανταγωνιστική εγκαταστάσεων απεικόνισης XFEL καθώς:

​​​

  • ​ΔΕΝ απαιτούνται κοστοβόρα συστήματα λέιζερ σύγχρονων ή  ελεύθερων ηλεκτρονίων

  • οι παραγόμενες ακτίνες-X είναι ευρέος φάσματος, σταθερές και ταχύτατες

  • επίδειξη νανο-απεικόνισης με υπερβραχείς και σύμφωνες ακτίνες-X ​

     

     

    XMMaS: Ενότητες Εργασίας – Δράσεις – Παραδοτέα

    ​

    Συνοπτική περιγραφή των Ενοτήτων Εργασίας (Ε.Ε.x), των επιμέρους Δράσεων (Δx.x), και των Παραδοτέων (Π.x.x). Αναγράφονται οι συμμετέχοντες φορείς, με πρώτο εκείνον που έχει τον συντονισμό/ευθύνη κάθε Ε.Ε./Παραδοτέου.

    ​

    • E.Ε.1 «Ανάπτυξη συστήματος παραγωγής σύμφωνων ακτίνων-Χ»

      • Συμμετέχοντες φορείς: IPPL HMU (πρώην CPPL TEI CRETE).

     Επιμέρους Δράσεις

    ​

    • Δράση 1.1: αφορά (α) στον σχεδιασμό οπτικού συστήματος και συστημάτων κενού και στην προμήθεια εξοπλισμού και αναλωσίμων για την πηγή σύμφωνων «μαλακών» ακτίνων-Χ, και (β) στον χαρακτηρισμό και τροποποίηση fs παλμών λέιζερ, καθώς και στις συνθήκες εστίασης και στο συγχρονισμό με πίδακα αερίου, για αποδοτική γένεση υψηλών αρμονικών.

      • Διάρκεια: 12 μήνες (Μ1-12) -19/9/2019 έως 18/9/2020.

      • Π.1.1: τεχνική έκθεση

        • Συμμετέχοντες φορείς: IPPL HMU.

    • Δράση 1.2: αφορά στην ανάπτυξη διατάξεων αποκοπής IR & διαφορικής άντλησης κενού, στην ανάπτυξη διάταξης οπτικής διαμόρφωσης XUV, και μετρήσεων για αποτίμηση των διατάξεων. Θα αναπτυχθεί πλήρως το σύστημα XUV φασματοσκοπικής ανίχνευσης. Θα χαρακτηριστούν τα φασματικά χαρακτηριστικά και οι αναλογίες των εμπεριεχόμενων αρμονικών στην πηγή.

      • Διάρκεια: 33 μήνες (Μ10-42) – 19/6/2020 έως 18/3/2023.

      • Π.1.2: τεχνική έκθεση

    • Συμμετέχοντες φορείς: IPPL HMU.

    ​

    • E.Ε.2 «Ανάπτυξη συστήματος πολυφασματικής απεικόνισης».​

      • Συμμετέχοντες φορείς: TUC-HMMY, IPPL HMU, IKH.

        Επιμέρους Δράσεις

    ​

    • Δράση 2.1: αφορά στην επιλογή φασματικών περιοχών υψηλών αρμονικών με χρήση ειδικών φίλτρων. Θα μετρηθεί και θα χαρακτηριστεί η φασματική καμπύλη διαπερατότητάς τους, και θα αναπτυχθεί η διάταξη εναλλαγής τους.

      • Διάρκεια: 14 μήνες (Μ17-30)- 19/1/2021 έως18/3/2022.

      • Π.2.1: τεχνική έκθεση.

        • Συμμετέχοντες φορείς: IPPL HMU, TUC-HMMY.

    • Δράση 2.2: αφορά στην ανάπτυξη ρομποτικού συστήματος για αυτοματοποιημένη επιλογή υπό κενό επιθυμητού συνδυασμού φίλτρων επιλογής φασματικών περιοχών και προσαρμογή/ αξιολόγηση/βελτιστοποίηση αυτού.

      • Διάρκεια: 24 μήνες (Μ13-36)- 19/9/2020 έως 18/9/2022.

      • Π.2.2: δημοσίευση σε επιστημονικό περιοδικό ή συνέδριο.

        • Συμμετέχοντες φορείς: IKH, TUC-HMMY, IPPL HMU.

    • Δράση 2.3: ανάπτυξη ολοκληρωμένου βαθμονομημένου υπολογιστικού συστήματος για τον έλεγχο των παραμέτρων της κάμερας και του συγχρονισμού εναλλαγής φίλτρων/καταγραφής εικόνας. Από την αποθηκευμένη συστάδα των φασματικών εικόνων θα υπολογίζεται ένα πλήρες φάσμα σε κάθε εικονοστοιχείο (~5 εκ. φάσματα/εικονοστοιχείο).

      • Διάρκεια: 30 μήνες (Μ1-30)- 19/9/2019 έως 18/3/2022.

      • Π.2.3: τεχνική έκθεση.

        • Συμμετέχοντες φορείς: TUC-HMMY.

    ​

    • Ε.Ε.3 «Ολοκλήρωση εργαστηριακού προτύπου συστήματος».

      • Συμμετέχοντες φορείς: TUC-HMMY, IPPL HMU, IKH.

     Επιμέρους Δράσεις

    ​

    • Δράση 3.1: αφορά στην επιλογή οπτικής μεθόδου φωτισμού/ανίχνευσης μικρο-δομών. Θα εξεταστεί: (α) φωτισμός & ανίχνευση ανακλώμενης και περιθλώμενου XUV από επιφανειακές μικρο-δομές, και (β) φωτισμός & ανίχνευση διαδιδόμενης και περιθλώμενου XUV από διαμπερείς μικρο-δομές. Θα αναπτυχθούν αλγόριθμοι επεξεργασίας εικόνας για ανακατασκευή/απεικόνιση μικρο-δομών. Η επιλογή των οπτικών θα γίνει με βάση τις διαστάσεις των μικρο-δομών και το φασματικό περιεχόμενο της XUV ακτινοβολίας για επίτευξη της υψηλότερης δυνατής χωρικής διακριτικής ικανότητας.

      • Διάρκεια: 18 μήνες (Μ25-42)- 19/9/2021 έως 18/3/2023.

      • Π.3.1: τεχνική έκθεση.

        • Συμμετέχοντες φορείς: TUC-HMMY, IPPL HMU, IKH.

      • Π.3.2: δημοσίευση σε επιστημονικό περιοδικό ή συνέδριο.

        • Συμμετέχοντες φορείς: TUC-HMMY, IPPL HMU, IKH.

    ​

    • Ε.Ε.4 «Πλήρης σχεδιασμός και υλοποίηση βιομηχανικού προτύπου»

      • Συμμετέχοντες φορείς: IKH,TUC-HMMY, IPPL HMU.

    ​ Επιμέρους Δράσεις

    ​

    • Δράση 4.1: αφορά στον πλήρη σχεδιασμό και στην προτυποποίηση βιομηχανικού συστήματος πολυφασματικής απεικόνισης με βάση το βέλτιστο εργαστηριακό πρωτότυπο. Θα κατασκευαστεί η βασική δομή της συσκευής (θάλαμος κενού, θήκη δείγματος, θύρες προσαρμογής κάμερας και υποσυστήματος παραγωγής XUV), η οποία θα λειτουργεί σε λογική plug&play.

      • Διάρκεια: 15 μήνες (Μ28-42) – 19/12/2021 έως 18/3/2023.

      • Π.4.1: τεχνικός φάκελος.

        • Συμμετέχοντες φορείς: IKH.

    • Δράση 4.2: αφορά στην τεχνο-οικονομική ανάλυση μελλοντικής αξιοποίησης βιομηχανικού προτύπου.

      • Διάρκεια: 18 μήνες (Μ25-42)- 19/9/2021 έως 18/3/2023.

      • Π.4.2: τεχνική έκθεση/σύμφωνο συνεργασίας.

        • Συμμετέχοντες φορείς: IKH, TUC-HMMY, IPPL HMU

    ​

    • E.Ε.5. «Κατοχύρωση πνευματικών δικαιωμάτων»

      • Συμμετέχοντες φορείς: IKH, TUC-HMMY, IPPL HMU.

     Επιμέρους Δράσεις

    ​

    • Δράση 5.1: συγγραφή και κατάθεση διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας.

      • Διάρκεια: 15 μήνες (Μ28-42)- 19/12/2021 έως 18/3/2023.

      • Π.5.1: μια  τουλάχιστον αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για προστασία σε Εθνικό ή/και Ευρωπαϊκό επίπεδο.

        • Συμμετέχοντες φορείς: IKH, TUC-HMMY, IPPL HMU