Linia eksperymentalna CIRI; Chemical InfraRed Imaging - wykorzystuje promieniowanie z zakresu podczerwieni do zaawansowanych eksperymentów mikroskopowych. Stacje końcowe pozwalają na chemiczne obrazowanie w skali mikro- i nanometrycznej.
Wyposażenie linii eksperymentalnej będą stanowić trzy stacje końcowe – klasyczny mikroskop FT-IR, mikroskop sSNOM/AFM-IR, który łączy mikroskopię sił atomowych z mikroskopią IR i mikroskopią bliskiego pola, oraz mikroskop O-PTIR (ang. Optical Photothermal Infrared)
Mikroskop FT-IR przeznaczony jest do obrazowania materiału oraz uzyskania o nim informacji chemicznej. Mikroskop wyposażony jest w dwa detektory – MCT (detektor rtęciowo-kadmowo-tellurkowy) do pomiarów punktowych i mapowania, oraz detektor ogniskowej matrycy FPA (ang. Focal Plane Array) przeznaczony do obrazowania. Wielkość piksela zależy od zastosowanego obiektywu: dla obiektywu z powiększeniem 15x wynosi 2,7 μm, dla 36x 1,1 μm. Na mikroskopie możliwe są pomiary w różnych trybach: transmisji, refleksji, transfleksji oraz ATR, który wykorzystuje zjawisko osłabionego wielokrotnego odbicia.
Pomiary z rozdzielczością poniżej limitu dyfrakcji światła podczerwonego umożliwia druga stacja końcowa – mikroskop sSNOM/AFM-IR. Technika bazuje na metodzie mikroskopii sił atomowych ze skanującą sondą. Pierwsza z dostępnych metod to mikroskopia w bliskim polu, czyli sSNOM. Dzięki detekcji światła podczerwonego rozproszonego pod igłą możliwe jest obrazowanie z rozdzielczością przestrzenną w nanoskali. Technika AFM-IR pozwala na otrzymanie pełnego widma podczerwonego. Podobnie jak kolejna ze stacji końcowych wykorzystuje zjawisko rozszerzalności fototermicznej materiałów.
Trzecią stacją końcową będzie mikroskop O-PTIR. W tej technice próbka jest jednocześnie oświetlana zielonym światłem laserowym oraz światłem podczerwonym. Gdy częstotliwość fali IR zgadza się z częstotliwością drgania wiązania, następuje absorbcja, a w jej wyniku fototermiczna ekspansja próbki, która powoduje zmianę intensywności elastycznie rozproszonego światła (rozpraszanie Rayleigha) zielonego lasera. Uzyskany sygnał służy do wygenerowania widma spektroskopowego. Rozdzielczość przestrzenna jest limitowana długością fali zielonego lasera (532 nm). Możliwe jest jednoczesne zbieranie sygnału ramanowskiego.
Parametry linii
| Parametry: | Wartość: |
|---|---|
| Źródło | Magnes zakrzywiający |
| Dostępny zakres energii fotonów |
500 meV – 12,5 meV (4000 cm-1 – 100 cm-1)
|
| Energetyczna zdolność rozdzielcza ΔE/E | Stacja nr 1: Maksymalnie 0.5 cm-1 dla mapowania (MCT) Maksymalnie 2 cm-1 dla obrazowania (FPA) Stacja nr 2: 4 cm-1 Stacja nr 3: 1 cm-1 |
| Rozmiar plamki w miejscu próbki (poziomy x pionowy) |
Limit dyfrakcji IR – ok. 10 µm |
| Intensywność promieniowania w miejscu próbki | 1013 (photons/s/0.1% BW) |
| Polaryzacja | Liniowa, kołowa |
| Stacja końcowa IR z MCT i FPA (1) | dostępny |
| Stacja końcowa s-SNOM/AFM-IR (2) | dostępny |
| Stacja końcowa O-PTIR (3) | niedostępny |