Развитие мягкой рентгеновской микроскопии и ее интеграция в инструментарий для клеточно-биологических исследований

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-62-00068

НазваниеРазвитие мягкой рентгеновской микроскопии и ее интеграция в инструментарий для клеточно-биологических исследований

Руководитель Малышев Илья Вячеславович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук" , Нижегородская обл

Конкурс №75 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по поручениям (указаниям) Президента Российской Федерации» (междисциплинарные проекты)

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-210 - Взаимодействие рентгеновского, синхротронного излучений и нейтронов с конденсированным веществом

Ключевые слова мягкая рентгеновская микроскопия; ЭУФ-микроскопия; микроскопия «водного окна»; визуализация нано-объектов; прижизненные микроскопические наблюдения; деление клеток; взаимодействие вирусов с клеткой-хозяином; высокое разрешение; подготовка образцов

Код ГРНТИ29.03.31

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Современные методы оптической микроскопии с супер-разрешением позволяют превысить дифракционный предел и визуализировать субклеточные структуры биологических образцов (БО) с разрешением порядка 50-100 нм (STED, STORM и др. методы). Потенциально эти методы позволяют наблюдать не только статичные, но и динамически процессы, хотя в настоящее время эта возможность реализована не в полной мере, так как получение исходных данных требует времени больше, чем время протекания значительной части биологических процессов в этих масштабах размеров. Однако непреодолимым остается существенное ограничение всех флуоресценцтных методов: они позволяют наблюдать только структуры и молекулы, несущие на себе флуоресцентную метку, в то время, как остальная часть материала образца, образующая биологический «контекст», в котором находится исследуемая структура или протекает исследуемый процесс, остается недоступной для наблюдения. Электронная микроскопия обеспечивает разрешение до 1нм. Однако её принципиальным ограничением является невозможность наблюдать БО клеточных масштабов прижизненно, в динамике, также из-за сильного рассеяния электронов на образце возможно наблюдение только тонких до 0.5 мкм толщины срезов. Альтернативным методом, развиваемым уже более 30 лет является мягкая рентгеновская микроскопия в спектральной области "окна прозрачности воды" (МРМ). Ее основные достоинства: естественный, более порядка, абсорбционный контраст между водо- и углеродсодержащими объектами, что исключает необходимость контрастирования образцов; короткая длина волны, обеспечивает нанометровое пространственное разрешение; высокая проникающая способность, до десятков микрометров, позволяющая исследовать БО в нативном и, потенциально, даже в живом состоянии. Современный подход к МРМ не позволяет в полной мере реализовать потенциальные возможности метода. Несмотря на суб-10 нм латеральное разрешение (2D), объемное (3D) разрешение составляет около 100 нм у лабораторных и до 60 нм (по критерию полного периода Фурье-Шела, G. Schneider, et al. J. Struct. Biol. 177(2), 212 (2012)) на синхротронах. Нерешенной является ключевая проблема - невозможность исследования живых образцов и их динамики! из-за сильного размытия изображения вдоль оптической оси в микроскопах на зонных пластинках Френеля, приводящее к необходимости съёмки полного углового стека, во время которого поглощенные дозы разрушают живой образец. Поэтому МРМ до сих пор не заняла подобающего места в арсенале клеточной биологии. Глубину фокуса МРМ можно существенно уменьшить и перейти от угловой к z-томографии, в которой можно остро видеть каждый z-срез живого объекта с нанометровым латеральным разрешением, перейдя к многослойной оптике нормального падения с короткой глубиной фокуса в десятки нанометров. Данный проект направлен на развитие физических принципов МРМ на основе светосильных многослойных зеркал. В проекте значительное внимание будет уделено созданию оптики дифракционного качества, подготовке образцов, в том числе в живом состоянии, экспериментальным методикам, в частности z-томографии. Будет разработан МРМ с пространственным 3D разрешением, превышающим мировой уровень. По результатам сравнения с зарекомендовавшими себя методами флуоресцентной микроскопии сверх-разрешения и электронной микроскопии будет проведена верификация данного метода, что позволит занять МРМ подобающее ей место в арсенале клеточной биологии.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Реунов Д.Г., Малышев И.В., Чхало Н.И. СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ УДАЛЕНИЯ ШУМА НА ИЗОБРАЖЕНИИ, ПОЛУЧЕННОМ В ЗЕРКАЛЬНОМ МИКРОСКОПЕ НА ДЛИНЕ ВОЛНЫ 13.84 нм ПОВЕРХНОСТЬ. Рентгеновские синхротронные и нейтронные исследования, № 12, с.80–85 (год публикации - 2022)

2. Малышев И.В., Реунов Д.Г., Чхало Н.И., Торопов М.Н., Пестов А.Е., Полковников В.Н., Цыбин Н.Н., Лопатин А.Я., Чернышёв А.К., Михайленко М.С, Смертин Р.М., Плешков Р.С., Широкова О.М. High-aperture EUV microscope using multilayer mirrors and a 3D reconstruction algorithm based on z-tomography Optics Express, Vol. 30, No. 26 (год публикации - 2022)
10.1364/OE.475032

Публикации

1. Реунов Д.Г., Малышев И.В., перекалов А.А., Нечай А.Н., Чхало Н.И. Определение размера лазерно-плазменного источника ЭУФ-излучения для микроскопа МАИК "Наука/Интерпериодика", №7, стр. 1-6 (год публикации - 2023)
10.31857/S1028096023070154

2. Реунов Д.Г., Гусев Н.С., Михайленко М.С., Петрова Д.В., Малышев И.В., Чхало Н.И. Подложки для мягкой рентгеновской микроскопии на основе Si3N4 мембран ФТИ им. А.Ф.Иоффе, Том 93, вып. 7, стр. 1032-1036 (год публикации - 2023)
10.21883/JTF.2023.07.55765.105-23.

3. Малышев И.В., Пестов А.Е., Полковников В.Н., Реунов Д.Г., Торопов М.Н., Чхало Н.И., Ракшун Я.В., Хомяков Ю.В., Чернов В.А., Щелоков И.А. Проект сканирующего и проекционного микроскопов для станции "Наноскопия" для биологических исследований в "окне прозрачности воды" МАИК "Наука/Интерпериодика", № 5, стр. 3-15 (год публикации - 2023)
10.31857/S1028096023050126

4. Реунов Д.Г., Малышев И.В., Чхало Н.И. Сравнение методов удаления шума на изображении, полученном в зеркальном микроскопе на длине волны 13.84 нм Маик "Наука/Интерпериодика", № 12, стр.80-85 (год публикации - 2023)
10.31857/S1028096022120238

5. Голышев С.А., Казаков Е.П., Киреев И.И., Реунов Д.Г., Малышев И.В. Микроскопия мягкого рентгеновского диапазона в клеточной биологии: современное состояние, вклад и перспективы "Парк-медиа", № 4 (59), том 15, стр. 32-43 (год публикации - 2023)
10.32607/actanaturae.26551

6. Гайкович К.П., Малышев И.В., Реунов Д.Г., Чхало Н.И. Теория аксиальной томографии на основе обратного преобразования Радона для высокоапертурной мягкой рентгеновской микроскопии ФТИ им. А.Ф.Иоффе, Том 93, вып. 7, стр.867-879 (год публикации - 2023)
10.21883/JTF.2023.07.55739.106-23

7. Гайкович К.П., Малышев И.В., Реунов Д.Г. Теория ЭУФ и МР микроскопической аксиальной томографии на основе обратного преобразования Радона ИПФ РАН, Том 2, стр. 837-838 (год публикации - 2023)

8. Малышев И.В., Реунов Д.Г., Чхало Н.И., Казаков Е.П., Лаврушкина С.В., Голышев С.А. Изучение биологических образцов на зеркальном ЭУФ-микроскопе ИПФ РАН, Том 2, стрю 870-871 (год публикации - 2023)

9. Гусева В.Е., Нечай А.Н., Перекалов А.А., Салащенко Н.Н., Чхало Н.И. Исследование жидкостных мишеней для лазерно-плазменных источников в спектральном диапазоне "окна прозрачности воды" 2,3-4,4 нм ИПФ РАН, Том 2, стр. 882-883 (год публикации - 2023)

10. Реунов Д.Г., Малышев И.В., Чхало Н.И. Инструменты и методы контроля масок для EUV-литографии ИПФ РАН, Том 2, стр. 900-901 (год публикации - 2023)

11. Реунов Д.Г., Гусев Н.С., Михайленко М.С., Петрова Д.В., Малышев И.В., Чхало Н.И. Методика изготовления Si3N4-мембран в качестве подложек для мягкой рентгеновской микроскопии ИПФ РАН, Том 2, стр. 902-903 (год публикации - 2023)

12. Смертин Р.М., Барышева М.М., Гарахин С.А., Малышев И.В., Полковников В.Н., Салащенко Н.Н., Чхало Н.И. Применение методов "интерфейс-инжиниринга" для управления границами раздела в многослойных рентгеновских зеркалах Cr/Sc ИПФ РАН, Том 2, стр. 910 (год публикации - 2023)

13. Малышев И.В., Михайленко М.С., Пестов А.Е., Торопов М.Н., Чернышев А.К., Чхало Н.И. Анализ формирования кольцевых структур, возникающих на поверхности оптических элементов в процессе ионно-пучковой обработки ИПФ РАН, Том 2, стр. 913-914 (год публикации - 2023)

14. Малышев И.В., Реунов Д.Г., Чхало Н.И., Торопов М.Н., Пестов А.Е., Полковников В.Н., Чернышев А.К., Плешков Р.С. Корреляционная ЭУФ, УФ и оптическая микроскопия на базе зеркального микроскопа с z-томографией ИФМ РАН, Труды школы молодых ученых "Современная рентгеновская оптика - 2023", стр. 50-51 (год публикации - 2023)

15. Малышев И.В., Реунов Д.Г., Чхало Н.И., Торопов М.Н., Пестов А.Е., Полковников В.Н., Чернышев А.К., Михайленко М.С., Смертин Р.М., Плешков Р.С. Модернизация высокоапертурного ЭУФ-микроскопа на основе многослойных рентгеновских зеркал с возможностью z-томографии ИФМ РАН, Труды школы молодых ученых "Современная рентгеновская оптика - 2023", стр. 90-91 (год публикации - 2023)

16. Нечай А.Н., Перекалов А.А., Салащенко Н.Н., Чхало Н.И. Laser plasma emission characters in soft X-ray and EUV spectral range Уфимский университет науки и технологий, Труды 16 международной конференции GDPA - 2023, стр. 64 (год публикации - 2023)

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
0) Запущен в работу ЭУФ-микроскоп на 13.84 нм со средним увеличением 345 крат. Получено изображение био-образца на трёх длинах волн. После изготовления и настройки трёхзеркального объектива х345 с аберрациями на уровне СКО=1.8 нм мы съюстировали зеркало-коллектор, оптический ввод ИК-лазера и форсунку, выдающую в импульсном режиме газ Аргон для лазерно-плазменного источника. Разработали охлаждаемую Пельтье и водой рентгеночувствительную ПЗС-камеру и поставили её в верхнем фокусе объектива х345. Получили изображение препарата нейритов клеток-зерен в культуре на длинах волн 13.84 нм, 200 нм и 535 нм. На 38х38 мкм кадрах видно, что на ЭУФ и УФ длинах волн разрешение в несколько раз лучше, чем на видимом свете. Видны перемычки шириной 100-150 нм (до деконволюционной обработки, учитывающей измеренную передаточную функцию микроскопа). 1) Отработана методика магнетронного напыления Cr/Sc многослойного покрытия зеркал на 3.37 нм из "окна прозрачности воды": Добавление буферных слоев B4C на поверхность слоя Sc, приводит к увеличению отражательной способности для толщин буферного слоя B4C от 0,05 нм до 0,1 нм, но при осаждении буферных слоев B4C, толщиной 0.05 нм, изменений в отражательной способности не происходит. Максимальные коэффициенты отражения составляют: R_эксп = 21,8 % при 3,14 нм (слайд 2). При дальнейшем увеличении толщины буферного слоя B4C коэффициент отражения уменьшается. Добавление буферных слоев B4C к любой из границ, увеличивает модуляцию электронной плотности. При этом глубина модуляции в системе Cr/Sc/B4C больше, чем для Cr/B4C/Sc. Эти структурные данные хорошо коррелируют с наблюдаемыми коэффициентами отражения. Спектры DXRS практически не изменились, что свидетельствует о том, что шероховатость межслоевых границ осталась неизменна. Таким образом, можно утверждать, что причиной увеличения отражательной способности многослойных зеркал Cr/Sc при добавлении буферных слоев B4C является меньшее перемешивание материалов Cr/Sc друг с другом. 2) Отработана методика магнетронного напыления углеродосодержащих (Cr/C) многослойных покрытий зеркал на диапазон 4.47-6 нм из "окна прозрачности углерода": Из полученных экспериментальных зависимостей можно сделать несколько выводов. Во-первых, уменьшение толщины хрома приводит к ухудшению границы Cr-на-С и к улучшению границы C-на-Cr. При этом, при значении параметра β < 0.35 наблюдается рост интерфейса C-на-Cr. Во-вторых, несмотря на то, что расчетное значение β, обеспечивающее максимальный коэффициент отражения для идеальных структур (нулевые шероховатости и табличные плотности), находится в районе 0.35, для реальных структур оно составляет величину порядка 0.5, в силу наименьших значений интерфейсов в структуре. В-третьих, для всех структур было установлено, что плотность слоев углерода составляет величину 0.7*ρ, где ρ – табличное значение плотности. Измеренный на рабочей длине волны 4.47 нм максимальный коэффициент отражения для структуры Cr/C с полным числом слоев составил R = 11.5%. 3) Измерена форма зеркал и аберраций объектива на интерферометре с дифракционной волной сравнения. Проведён учёт систематической субнанометровой ошибки интерферометра при измерениях аберраций объектива: Мы сделали два объектива, измерили и скорректировали их аберрации: 1) 345-кратный для длины волны 13.84 нм с дифракционным качеством (аберрации на уровне СКО=1.8 нм); 2) 130 кратный для 3.37 нм. Форму зеркал и аберрации объективов мы измеряли на интерферометре с дифракционной волной сравнения собственной разработки. После асферизации, ионно-пучковой коррекции аберраций объектива, а также напыления многослойных MoSi2 покрытий на зеркала М1,М2,М3 аберрации объектива х345 составили 1.8 нм по СКО. Это на уровне λ/7.7 (λ=13.84нм) и по расчёту позволяют получить разрешение 37 нм (2 пикселя в плоскости образца). 4) Улучшены методики механического притира и ионной коррекции для получения формы асферических подложек для зеркал объектива 130 крат с ошибкой формы на субнанометровом уровне по СКО: 4.1) на оптическом заводе подложки были сделаны с точностью по СКО в несколько десятков нанометров и шероховатостью Сигма_эфф=0.5-1 нм (в диапазоне латеральных масштабов 10нм- 40мкм); 4.2) после оптического завода мы механически дополировывали подложки до Сигма_эфф=0.2-0.3 нм и ошибки формы на уровне 3-12 нм. Такая шероховатость крайне необходима для эффективного отражения в «окне прозрачности воды». Причём мы доработали имеющуюся методику притира, чтобы её можно было использовать для полировки малых выпуклых сфер с крутым радиусом кривизны. 4.3) затем вогнутое зеркало мы асферизовали методом ионного травления широкоапертурным ионным пучком через диафрагму. Перепад высот карты асферизации составил 2.18 мкм и имеет вид сферической аберрации; 4.4) после асферизации вогнутого зеркала на данный момент проводится локальная коррекция ошибок зеркал сфокусированным ионным пучком по измерениям аберраций объектива х130 в сборе. Сейчас остаточная ошибка формы зеркал имеет СКО=41нм, что составляется =2% от 2.18 мкм съёма при асферизации вогнутого М1. Систематическая ошибка измерений будет найдена по методу вращения волоконного источника вкруг оптической оси (с дополнительным волоконным источником вместо объектива). 5) Разработан двухзеркальный объектив с увеличением 130 крат и рабочей длиной волны 3.37 нм (из "окна прозрачности воды"): Корпус объектива выполнен из Ti-Nb сплава ТВ36 (г.Королёв) и имеет коэффициент температурного расширения (ТКЛР) на уровне 10^-7 (1/градус), что важно для удержания расстояния между зеркалами на уровне 100-200 нм при возможном изменении температуры в комнате в единицы градусов. Также имеется вторая ступень для теплокомпенсации – это стаканчики с расширяющейся вниз втулкой, что позволяет стабилизировать расстояние на уровне 10-20 нм. что важно, чтобы при эксплуатации объектива не навелись аберрации. Крепление верхнего вогнутого зеркала на три шарика (на жёлобе, плоскости и кольце) обеспечивает однозначное снятие и установку в те же координаты зеркала при ионной коррекции его формы. Контроль положения зеркал сделан с помощью ёмкостных датчиков. Для подстройки расстояния и углов зеркал прямо в вакууме используются пьезоактуаторы с обратной связью. 6) Проведено напыление многослойных зеркал на выпуклое зеркало двухзеркального объектива 130 крат и зеркало-коллектор на выбранную длину волны 3.37 нм: Коэффициент отражения зеркала-коллектора на 3.37 нм составил R=11.65%. Коэффициент отражения выпуклого зеркала на 3.37 нм составил R=12,43%. 7) Отработаны методики пробоподготовки для МР-микроскопии на образцах.

Публикации

1. СМЕРТИН Р.М., БАРЫШЕВА М.М., ЧХАЛО Н.И., ГАРАХИН С.А., МАЛЫШЕВ И.В., ПОЛКОВНИКОВ В.Н. Effects of interface-engineering on the internal structure and reflective characteristics of Cr/Sc multilayer mirrors Optics Express, Vol. 32, № 15, P. 26583-26595 (год публикации - 2024)
10.1364/OE.524921

2. Гайкович К.П., Малышев И.В., Реунов Д.Г., Чхало Н.И. Исследования микроскопической рентгеновской томографии Журнал технической физики, Том 94, вып. 7, стр. 992-1001 (год публикации - 2024)
10.61011/JTF.2024.07.58332.114-24

3. Смертин Р.М., Антюшин Е.С., Малышев И.В., Зорина М.В., Чхало Н.И., Юнин П.А., Гарахин С.А., Полковников В.Н., Вайнер Ю. А. Influence of silicon interlayers on the structural and reflective X-ray characteristics of Ni/Ti multilayer mirrors Journal of Applied Crystallography , Vol. 57, P. 1477-1483 (год публикации - 2024)
10.1107/S1600576724007702

4. Малышев И.В., Реунов Д.Г., Чхало Н.И., Торопов М.Н., Пестов А.Е., Полковников В.Н., Чернышев А.К., Плешков Р.С., Казаков Е.П., Лаврушкина С.В., Голышев С.А., Поспелов А.Д., Широкова О.М. Корреляционная экстремальная ультрафиолетовая, ультрафиолетовая и оптическая микроскопия на базе зеркального микроскопа с аксиальной томографией Журнал технической физики, Том 94, вып. 8, стр. 1302- 1313 (год публикации - 2024)
10.61011/JTF.2024.08.58558.156-24

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
1) После 15ти коррекций формы асферической подложки вогнутого зеркала МР-объектива с помощью сфокусированных ионных пучков и напыления Cr/Sc многослойного покрытия аберрации объектива х130 были доведены до уровня СКО=1.1 нм, что составляет λ/3 для длины волны λ=3.37 нм. Ионная коррекция позволила в 75 раз уменьшить аберрации объектива. На основе измеренных аберраций в программе трассировки лучей Zemax смоделирована трёхмерная функция рассеяния точки. По расчёту такие параметры аберраций и шероховатости позволят с запасом получить пиксельное разрешение (50 нм) в МР-микроскопе на 3.37 нм из «окна прозрачности воды». Достигнутые среднечастотная (измерена на микроинтерферометре белого света) и высокочастотная (измерена на атомно-силовом микроскопе) шероховатости подложек объектива на уровне 0.2-0.3 нм, а также субнанометровая ошибка формы зеркал находятся на рекордном мировом уровне и не уступают лучшим подложкам от Zeiss [1]. [1] Буклет Zeiss «Mirrors for Synchrotron Radiation. Technical Information» прикреплён к отчёту. 2) На интерферометре с дифракционной волной сравнения с субнанометровой точностью измерены аберрации двухзеркального объектива х130 на "водное окно" (3.37 нм). Учтена систематическая ошибка интерферометра (по разработанной ранее методике поворотов волоконного источника, освещающего объектив), которая составила 1.3 нм и учитывалась при измерении аберраций объектива. 3) На вогнутой подложке М1 объектива х130 на основе технологии, разработанной нами в [2] выведено распределение периодов многослойного Cr/Sc покрытия на длину волны 3.37 нм. Получить максимально возможный коэффициент отражения на рабочей длине волны. Измеренный на 3.14 нм коэффициент отражения составил 22%, что при пересчёте на длину волны 3.37 нм даёт коэффициент отражения 11.6%. [2] Smertin, R. M., Barysheva, M. M., Chkhalo, N. I., Garakhin, S. A., Malyshev, I. V., & Polkovnikov, V. N. (2024). Effects of interface-engineering on the internal structure and reflective characteristics of Cr/Sc multilayer mirrors. Optics Express, 32(15), 26583-26595. 4) Запущен в работу ЭУФ-микроскоп 345 крат на длину волны 13.84 нм с аксиальной томографией образцов за счёт использования высокоапертурной зеркальной оптики и как следствие возможности остро видеть фокальный срез. Высокие коэффициенты отражения зеркал (63%) и прецизионная форма (СКО аберраций 1.8 нм) позволили получить близкое к дифракционному пределу латеральное разрешение до 48 нм в изображении отдельных деталей биологического образца (клеток мозжечка мыши) и 0.25 мкм аксиальное разрешение. Сделано корреляционное сравнение с электронно микроскопическими изображениями. 5) Разработана и протестирована прочная вакуумно-плотная жидкостная ячейка для водосодержащих био-образцов. Доказана её эффективность для содержания живых клеток в вакууме. Изучена динамика клетки рака соединительной ткани человека НТ1080, наблюдавшаяся в оптический микроскоп. Клетка находилась в разработанной ячейке в водной среде между двумя Si3N4-мембранами толщиной 100 нм, прозрачными для длин волн 13.84 нм (ЭУФ) и 3.37 нм («окна прозрачности воды»). Мембраны разделялись 5 мкм сферами из оксида кремния. Испытания ячейки показали, что после 2 часа нахождения биологических образцов в разработанной ячейке, установленной в вакуумном объёме, не убивают клетки. Таким образом, в разработанных ячейках могут изучаться био-образцы под вакуумом и в дальнейшем будут изучаться в МР-микроcкопе на 3.37 нм. 6) Сделана система охлаждения, поддержания и контроля температуры столика для био-образцов до +1 градуса и замедления в них броуновского движения. Система состоит из элемента Пельтье, охлаждаемого водой. 7) Разработана методика коррекции осесимметричных ошибок формы поверхности оптических элементов широкоапертурным сильноточным источником ионов с квазипараллельным ионным пучком. Методика предполагает выделение осесимметричной части ошибок формы поверхности, восстановление профиля образующей осесимметричной части ошибок формы, расчет сечения формирующей ионный пучок диафрагмы с учетом образующей и распределения ионного тока в пучке, контроль формирующегося в процессе ионного травления профиля и коррекцию осесиметричных ошибок формы. 8) Исследовано распыление ускоренными ионами Xe монокристаллического кремния (110), найдены параметры, обеспечивающие минимальную эффективную шероховатость поверхности σeff=0,15 нм в диапазоне пространственных частот q=[0,025-63 мкм-1]. Кремниевые подложки для многослойных зеркал планируется использовать на МР-микроскопе с синхронным источником излучения, где есть повышенные тепловые нагрузки. 9) Разработан контурограф для точного (до 2.5 мкм) позиционирования оптических деталей в установке ионно-пучковой обработки. Прибор обеспечивает определение контуров объектов произвольной формы и ориентации, что критично для повышения точности коррекции поверхности сфокусированными ионными пуками.

Публикации

1. Михайленко М.С., Пестов А.Е., Чернышев А.К., Чхало Н.И., Орлова А.Н., Зорина М.В., Кумар Н., Горянов С.В., Володин В.А., Назаров А.А. Microstructure of the subsurface layer formed in monocrystalline silicon during etching with Xe+ ions investigation Journal of Vacuum Science & Technology A, 43, 062602 (год публикации - 2025)
10.1116/6.0004851

2. Гайкович К.П., Малышев И.В., Реунов Д.Г. Рентгеновская микротомография неоднородностей в поглощающей среде Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.500 (год публикации - 2025)

3. Михайленко М.С., Чхало Н.И., Пестов А.Е., Чернышев А.К., Зорина М.В. Изучение поведения шероховатости поверхности монокристаллического германия при облучении пучками ускоренных ионов криптона Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.520 (год публикации - 2025)

4. Гусева В.Е., Нечай А.Н., Перекалов А.А., Чхало Н.И. СИСТЕМА ЦИРКУЛЯЦИИ ГАЗА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГАЗОСТРУЙНОЙ МИШЕНИ В ВАКУУМНОЙ КАМЕРЕ ЛАЗЕРНО-ПЛАЗМЕННОГО ИСТОЧНИКА ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА, № 2, с. 110–114 (год публикации - 2025)
10.31857/S0032816225020127

5. К.В. Дуров, В.Н. Полковников, Н.И. Чхало и А.Д. Ахсахалян Multilayer Structures Based on NiMo/C for Göbel-Type Mirrors Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Technique, Vol. 19, No. 4, pp. 804–810 (год публикации - 2025)
10.1134/S1027451025701150

6. Ахсахалян А.А., Михайленко М.С., Пестов А.Е., Чернышев А.К., Чхало Н.И. Математическое моделирование процесса механической обработки оптических поверхностей Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.548 (год публикации - 2025)

7. Чертовских А.А., Паульс В. Численное моделирование зеркальной рентгеновской оптики Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.549 (год публикации - 2025)

8. Шапошников Р.А., Полковников В.Н., Чхало Н.И. Многослойные рентгеновские зеркала для «окна прозрачности воды» на основе пары материалов Cr/V Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.553 (год публикации - 2025)

9. К. П. Гайкович, И. В. Малышев, Д. Г. Реунов Геометрооптический подход в рентгеновской микроскопической томографии Сборник тезисов XXIIX Симпозиума "Нанофизика и наноэлектроника", Том 1, стр. 452-453 (год публикации - 2024)

10. Алексей Е. Пестов, Алексей К. Чернышев, Михаил С. Михайленко, Мария В. Зорина, Егор И. Глушков, Егор В. Петраков, Илья В. Малышев, Николай И. Чхало и Дмитрий Г. Реунов Technique for forming substrates for grazing incidence X-ray mirrors with cylindrical surface profiles Applied Optics, Vol. 64, No. 4. (2025) (год публикации - 2025)
10.1364/AO.542363

11. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ БАРЬЕРНЫХ СЛОЕВ УГЛЕРОДА НА СТРУКТУРНЫЕ И ОТРАЖАТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОГОСЛОЙНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ ЗЕРКАЛ НА ОСНОВЕ ПАРЫ МАТЕРИАЛОВ Cr/V ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ БАРЬЕРНЫХ СЛОЕВ УГЛЕРОДА НА СТРУКТУРНЫЕ И ОТРАЖАТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОГОСЛОЙНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ ЗЕРКАЛ НА ОСНОВЕ ПАРЫ МАТЕРИАЛОВ Cr/V ПОВЕРХНОСТЬ. РЕНТГЕНОВСКИЕ, СИНХРОТРОННЫЕ И НЕЙТРОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, № 6, c. 41–46 (год публикации - 2025)

12. Гусева В.Е., Забродин И.Г., Нечай А.Н., Перекалов А.А., Чхало Н.И. Поглощение энергии лазерного излучения в лазерно-плазменном источнике излучения с газоструйными мишенями Журнал технической физики, 95(7), с. 1283 (год публикации - 2025)
10.61011/JTF.2025.07.60649.192-24

13. Артюхов А.И., Глушков Е.И., Михайленко М.С., Пестов А.Е., Петраков Е.В., Полковников В.Н., Чернышев А.К., Чхало Н.И., Шапошников Р.А. Прибор для определения контура видимой части оптических элементов (контурограф) ПОВЕРХНОСТЬ. РЕНТГЕНОВСКИЕ, СИНХРОТРОННЫЕ И НЕЙТРОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 4, 28-36 (год публикации - 2025)
10.31857/S1028096025040048

14. Вепрева П.П., Паульс В. Программное обеспечение для сопровождения процесса производства рентгеновских зеркал Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.498 (год публикации - 2025)

15. Гусева В.Е., Нечай А.Н., Перекалов А.А., Чхало Н.И. Радиальное распределение центров излучения на λ = 11,2 нм в лазерных искрах из газоструйных мишеней Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.506 (год публикации - 2025)

16. Гусева В.Е., Дмитриев Д.С., Нечай А.Н., Перекалов А.А., Чернышев А.К., Чхало Н.И. Ионные токи из лазерной плазмы Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.507 (год публикации - 2025)

17. Ахсахалян А.Д., Михайленко М.С., Чхало Н.И., Пестов А.Е., Чернышев А.К. Измерение формы поверхности с помощью низкокогерентной интерферометрии белого света Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.521 (год публикации - 2025)

18. Малышев И.В., Реунов Д.Г., Чернышёв А.К., Торопов М.Н., Пестов А.Е., Плешков Р.С., Смертин Р.М., Полковников В.Н., Чхало Н.И. Трёхзеркальный ЭУФ-микроскоп 345 крат с z-томографией биологических образцов Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.516 (год публикации - 2025)

19. Нечай А.Н., Гусева В.Е., Перекалов А.А., Чхало Н.И. Спектры лазерной плазмы в мягком рентгеновском диапазоне, полученные в улучшенных вакуумных условиях Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.524 (год публикации - 2025)

20. Пестов А.Е., Михайленко М.С., Чернышев А.К., Чхало Н.И., Забродин И.Г., Николаев А.И., Каськов И.А. Установка ионно-пучковой коррекции и асферизации формы поверхности оптических элементов УИП-300 Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.528 (год публикации - 2025)

21. Чернышев А.К., Пестов А.Е., Михайленко М.С., Чхало Н.И., Артюхов А.И. Разработка метода двухстадийного ионно-пучкового формирования асферичных неосесимметричных оптических поверхностей Труды V школы молодых ученых «Современная рентгеновская и нейтронная оптика - 2025» (Нижний Новгород, 22-25 сентября 2025 г.), стр.37-38 (год публикации - 2025)

22. Смертин Р.М., Антюшин Е.С., Барышева М.М., Гарахин С.А., Пестов А.Е., Полковников В.Н., Плешков Р.С., Чхало Н.И. Многослойные зеркала Cr/Ti для работы в спектральной области вблизи λ = 2,74 нм Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.538 (год публикации - 2025)

23. Михайленко М.С., Пестов А.Е., Чернышев А.К., Чхало Н.И. Методики формообразования оптических поверхностей широкоапертурным ионным источником Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.547 (год публикации - 2025)

24. Шапошников Р.А., Полковников В.Н., Чхало Н.И., Гарахин С.А., Барышева М.М. Многослойные рентгеновские зеркала для «окна прозрачности углерода» Тезисы докладов XXIX Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», стр.552 (год публикации - 2025)

25. И. В. Малышев, Д. Г. Реунов, Н. И. Чхало, М. Н. Торопов, А. Е. Пестов, Р. С. Плешков, А. К. Чернышев Модернизация зеркального ЭУФ-микроскопа с z-томографией на увеличение 345 крат Труды XXIIX Симпозиума "Нанофизика и наноэлектроника", Том 1, стр. 486-487 (год публикации - 2024)

26. М. В. Зорина, М. С. Михайленко, А. К. Чернышев, А. Е. Пестов, И. В. Малышев, Н. И. Чхало Исследование влияния ионной обработки ситалла на шероховатость поверхности Сборник тезисов XXIIX Симпозиума "Нанофизика и наноэлектроника", Том 1, стр. 476-477 (год публикации - 2024)

27. Д. Г. Реунов, И. В. Малышев, А. К. Чернышёв, М. Н. Торопов, А. Е. Пестов, Р. С. Плешков, Р. М. Смертин, В. Н. Полковников, Н. И. Чхало Трёхзеркальный ЭУФ-микроскоп 345 крат с z-томографией биологических образцов Сборник тезисов на V ШКОЛЕ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ: СОВРЕМЕННАЯ РЕНТГЕНОВСКАЯ И НЕЙТРОННАЯ ОПТИКА, стр. 31 (год публикации - 2025)

28. Гайкович Константин Петрович, Малышев Илья Владимирович, Реунов Дмитрий Георгиевич, Чхало Николай Иванович Axial X-ray Microscopy in Nanotomography Tomography, 00, 00 (год публикации - 2025)
10.3390/xxxxx

29. Реунов Д.Г., Малышев И.В., Чернышёв А.К., Торопов М.Н., Пестов А.Е., Плешков Р.С., Смертин Р.М., Полковников В.Н., Чхало Н.И. Трёхзеркальный ЭУФ-микроскоп 345 крат с z-томографией биологических образцов Труды V школы молодых ученых «Современная рентгеновская и нейтронная оптика - 2025» (Нижний Новгород, 22-25 сентября 2025 г.), стр.30-31 (год публикации - 2025)

Возможность практического использования результатов
В конечном итоге рентгеновский микроскоп может открыть пути к созданию новых лекарств.