New insight into receptor signalling
A team of 72 investigators across 25 institutions including researchers from the Paul Scherrer Institut obtained the X-ray structure of a rhodopsinàarrestin complex, which represents a major milestone in the area of G-protein-coupled-receptor (GPCR), a protein family recognized in the award of the 2012 Nobel Prize in Chemistry.
Element-Specific X-Ray Phase Tomography of 3D Structures at the Nanoscale
Recent advances in fabrication techniques to create mesoscopic 3D structures have led to significant developments in a variety of fields including biology, photonics, and magnetism. Further progress in these areas benefits from their full quantitative and structural characterization.
Nanoscale switch for vortex polarization mediated by Bloch core formation in magnetic hybrid systems
Vortices are fundamental magnetic topological structures characterized by a curling magnetization around a highly stable nanometric core.
Correlating the Core-Shell Composition and the Surface Structure to the Magnetic Properties for Magnetite-Maghemite Nanoparticles in the 5-15 nm Range
Very small superparamagnetic iron oxide nanoparticles were characterized by innovative synchrotron X-ray total scattering methods and Debye function analysis, developed at the X04SA Materials Science beamline of SLS.
Sept nanomètres pour l’électronique du futur
Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer ont réussi à produire dans un matériau semi-conducteur un schéma régulier, 16 fois plus petit que dans les puces informatiques actuelles. Ils ont ainsi fait un grand pas vers des composants informatiques encore plus petits. L’industrie considère que des structures de cette taille seront la norme en 2028.
Reduction of Mn19 Coordination Clusters on a Gold Surface
The surface-induced changes of the oxidation state and magnetic properties of Mn ion clusters have been probed by X-ray absorption spectroscopy and X-ray magnetic circular dichroism.
Concept of a multichannel spin-resolving electron analyzer based on Mott scattering
The spin of electron plays a crucial role in many physical phenomena, ranging from the obvious example of magnetism, via novel materials for spintronics applications, to high-temperature superconductivity. Spin- and angle-resolved photoelectron spectroscopy (SARPES) gives the most direct access to the spin aspects of the electronic structure, but the one-channel detection principle of all presently available SARPES spectrometers severely limits their efficiency. A team of Swiss and Russian scientists has developed a revolutionary concept of a multichannel electron spin detector based on Mott scattering as the spin selective process and imaging-type electron optics.
Fermi Surface of Three-Dimensional La1−xSrxMnO3 Explored by Soft-X-Ray ARPES: Rhombohedral Lattice Distortion and its Effect on Magnetoresistance
A research team led by scientists from the Swiss Light Source has for the first time established three-dimensional (3D) electronic structure of the perovskite compound La1−xSrxMnO3 connected with its colossal magnetoresistance. Instrumental for this study has been the use of the new experimental technique of soft-x-ray ARPES, available at the ADRESS beamline, with its intrinsically sharp definition of 3D electron momentum.
L’union fait la force
Décrypter les molécules au SwissFEL et à la SLSLes protéines sont un objet de recherche convoité, mais récalcitrant. Leur étude est aujourd’hui facilitée par une nouvelle méthode développée à l’aide d’un laser à rayons X à électrons libres comme le futur SwissFEL du PSI. Elle consiste à exposer à intervalles rapprochés de petits échantillons identiques de protéines à de la lumière de type rayons X. On contourne ainsi un problème majeur auquel la recherche sur les protéines s’est heurtée jusqu’ici: produire des échantillons de taille suffisante.
De l’intérieur d’une coquille d’œuf
La coquille d’un uf abrite de minuscules vésicules. Elles fournissent les substances qui stimulent et contrôlent la croissance de cette enveloppe solide. Grâce à une technique de tomographie novatrice, des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer (PSI), de l’EPF Zurich et de l’Institut AMOLF aux Pays-Bas, ont réussi pour la première fois à obtenir une image en 3D de ces vésicules. Ils surmontent ainsi une limite à l’imagerie tomographique, et espèrent qu’un jour leur méthode profitera aussi à la médecine.
Une recherche tournée vers l'avenir
Entretien avec Gabriel AeppliGabriel Aeppli dirige depuis 2014 le département de recherche Rayonnement synchrotron et nanotech-nologie au PSI. Auparavant, ce Suisse d’origine a créé à Londres un centre de recherche de premier plan dans le domaine de la nanotechnologie. Dans cet entretien, Gabriel Aeppli explique les approches de recherche qui pourront être réalisées à l’avenir aux grands instruments de recherche du PSI. Il évoque aussi son regard sur la Suisse.
Multiresolution X-ray tomography, getting a clear view of the interior
Researchers at PSI have developed a technique that combines tomography measurements at different resolution levels to allow quantitative interpretation for nanoscale tomography on an interior region of interest of the sample. In collaboration with researchers of the institute AMOLF in the Netherlands and ETH Zurich in Switzerland they showcase their technique by studying the porous structure within a section of an avian eggshell. The detailed measurements of the interior of the sample allowed the researchers to quantify the ordering and distribution of an intricate network of pores within the shell.
Fractionner une impulsion de rayons X pour visualiser des processus ultra rapides
Le laser à rayons X SwissFEL du PSI permettra de visualiser les différentes étapes de processus très rapides. Un nouveau procédé devrait rendre possibles des expériences encore plus précises : il consiste à fractionner chaque impulsion de rayons X, et à faire en sorte que chaque fraction de l’impulsion atteigne l’une après l’autre l’objet étudié. Le principe de ce processus rappelle celui de l’ancienne chronophotographie.
La 3D, au nanomètre près
Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer et de l'ETH Zurich ont créé des images en 3D de minuscules objets, et ont même réussi à visualiser au niveau de ces derniers des détails de 25 nanomètres (1 nanomètre = 1 million de millimètre). En plus de déterminer la forme de leurs objets d'étude, ils ont pu également mettre en évidence la façon dont un élément chimique donné (le cobalt) était réparti au sein de ces derniers, tout en étant capables d'établir si ce même élément était présent sous forme de liaison chimique ou sous forme pure.
Prêts pour le SwissFEL
Depuis des années, des chercheurs du PSI testent des méthodes d'expérimentation, qui permettront au laser à rayons X SwissFEL d'inspecter des matériaux novateurs, destinés aux appareils électroniques. Grâce à une astuce bien particulière, ils arrivent à produire à la Source de Lumière Suisse (SLS) du PSI une lumière aux propriétés analogues à celles du SwissFEL. Les scientifiques ont ainsi réussi à montrer que, fondamentalement, les expériences prévues étaient possibles. Ils ont aussi proposé la construction au SwissFEL d'une station de mesure à cet effet.
Ultrafast structural dynamics of the Fe-pnictide parent compound BaFe2As2
Understanding the interplay of the various degrees of freedom such as the electrons, spins and lattice is essential for many complex materials, including the high-temperature superconductors.
Batman montre la voie vers un stockage de données plus compact
Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer (PSI) ont réussi à renverser l'aimantation de minuscules structures magnétiques grâce à la lumière d'un laser, et à suivre le déroulement de ce retournement au cours du temps. Une zone de quelques nanomètres a alors brièvement clignoté. Fait insolite : sa forme rappelait le logo en forme de chauve-souris de Batman. Les résultats de cette recherche pourraient rendre le stockage de données sur les disques durs plus compact, plus rapide et plus économique.
Nanoscale sub-100 picosecond all-optical magnetization switching in GdFeCo microstructure
Ultrafast magnetization reversal driven by femtosecond laser pulses has been shown to be a promising way to write information. Seeking to improve the recording density has raised intriguing fundamental questions about the feasibility of combining ultrafast temporal resolution with sub-wavelength spatial resolution for magnetic recording. Here we report on the experimental demonstration of nanoscale sub-100 ps all-optical magnetization switching, providing a path to sub-wavelength magnetic recording.