Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Linie badawcze

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Eksperyment i stacje końcowe

Stacja eksperymentalna

Stacja eksperymentalna na linii PIRX jest systemem UHV złożonym z dwóch komór: komory pomiarowej dedykowanej do eksperymentów spektroskopowych, wyposażonej w kriostat helowy i elektromagnes oraz komory umożliwiającej preparatykę  próbek in-situ. Obie komory wraz ze śluzą próżniową połączone są systemem transferu próbek w warunkach ultra wysokiej próżni.

Rysunek 6. Rysunek przedstawia model stacji końcowej, która składa się z dwóch komór (spektroskopii i preparacyjnej) oraz śluzy załadowczej.

Rysunek 6. Model stacji końcowej, która składa się z dwóch komór (spektroskopii i preparacyjnej) oraz śluzy załadowczej.

Wymagania dla próbek

  • Kompatybilne z UHV;
  • Próbki (proszkowe lub lite) dopasowane do standardowych nośników flag-style (płytki Omicron);
  • Nie powinny się ładować w czasie oświetlania promieniowaniem X.

Warunki pomiarowe

  • Pomiar absorpcji rentgenowskiej przy pomocy pomiaru prądu próbki (TEY) dający głębokość próbkowania kilka nm;
  • Pomiar absorpcji rentgenowskiej przy pomocy detektora fluorescencyjnego (TFY i PFY) dający głębokość próbkowania kilkuset nm z wykorzystaniem detektora typu SDD; 
  • Pomiar absorpcji rentgenowskiej przy pomocy pomiaru sygnału w transmisji z wykorzystaniem fotodiody typu AXUV. Wymaga specjalnego uchwytu i preparatyki próbek przez co jest możliwy dla doświadczonych grup po wcześniejszym uzgodnieniu z naukowcami pracującymi na linii;
  • Pomiar absorpcji rentgenowskiej przy pomocy pomiaru częściowego uzysku elektronów dający głębokość próbkowania kilka nm (PEY) dla słabo przewodzących próbek z wykorzystaniem powielacza  elektronowego (channeltron). Tryb pomiarowy dostępny po wcześniejszym uzgodnieniu z naukowcami pracującymi na linii;
  • Dostępne zewnętrzne pole magnetyczne 0-140 mT w kierunku równoległym do wiązki;
  • Środowisko pomiarowe od UHV do wysokiej próżni. Specjalne warunki pomiarowe takie jak niska próżnia (maksymalnie 10 mbar w gazie wymiennym, He) mogą być dostępne, ale rzadko i zależne jest od aktualnego statusu linii pomiarowej. Z tego powodu warunki te nie są oferowane jako standardowe środowisko pomiarowe. Potrzeba taka musi być bezpośrednio omówiona z naukowcami pracującymi na linii badawczej ze znacznym wyprzedzeniem;
  • Temperatura próbki 20-670 K dla pomiarów w warunkach wysokiej i ultra wysokiej próżni. Dla środowiska gazu wymiennego możliwa jest ograniczona możliwość grzania i chłodzenia. W komorze preparacyjnej 150 K – 2000 K.

Uchwyt na próbki

Rysunek poniżej przedstawia płytki Omicron (flag style) używane jako uchwyty na próbki. Zaznaczony obszar określa maksymalny możliwy rozmiar próbki. Minimalny rozmiar jest ograniczony przez rozmiar plamki w miejscu pomiaru w komorze stacji końcowej, który wynosi 250 μm x 40 μm.
Należy pamiętać, że w przypadku pomiarów wykonywanych w funkcji temperatury (chłodzenie lub ogrzewanie) wymagana jest instalacja próbki za pomocą zacisków, drucików lub śrubek.

Rysunek 7. Rysunek płytki typu omikron/nośnika flag style (wymiary w mm) z zaznaczonym obszarem dostępnym dla próbki.

Rysunek 7. Rysunek płytki typu omikron/nośnika flag style (wymiary w mm) z zaznaczonym obszarem dostępnym dla próbki.

Rysunek 8. Przykłady montażu próbek na uchwycie. (a,b) Próbki proszkowe zainstalowane przy użyciu taśmy węglowej, (c,d) monokryształ lub próbka osadzona na podłożach przymocowane z użyciem taśmy węglowej, (e,f) monokryształ zainstalowany przy użyciu drucików wolframu do eksperymentu zależnego od temperatury, (g ,h) próbka zainstalowana za pomocą zacisków/łapek lub śrubek. Po kliknięciu obraz otwiera się większy.

Rysunek 8. Przykłady montażu próbek na uchwycie. (a,b) Próbki proszkowe zainstalowane przy użyciu taśmy węglowej, (c,d) monokryształ lub próbka osadzona na podłożach przymocowane z użyciem taśmy węglowej, (e,f) monokryształ zainstalowany przy użyciu drucików wolframu do eksperymentu zależnego od temperatury, (g ,h) próbka zainstalowana za pomocą zacisków/łapek lub śrubek.

Geometria pomiaru

Do próbki można przyłożyć pole magnetyczne o indukcji do 0.14 T wzdłuż wiązki promieniowania. Próbka może być obracana wokół osi pionowej +/- 100 stopni w centrum elektromagnesu.

Rysunek 9. Geometria pomiaru względem osi stożka promieniowania oraz elektromagnesu, (lewy) schemat (prawy) zdjęcie nośnika umiejscowionego w manipulatorze względem nabiegunników elektromagnesu.

Rysunek 9. Geometria pomiaru względem osi stożka promieniowania oraz elektromagnesu, (lewy) schemat (prawy) zdjęcie nośnika umiejscowionego w manipulatorze względem nabiegunników elektromagnesu.

Komora preparacyjna

Komora preparacyjna dołączona do komory pomiarowe wyposażona jest w:
  • Manipulator 4 osiowy z możliwością chłodzenia do 150 K i grzania do 1200 K (krótki flash do 2200 K);
  • Spektrometr LEED/AES;
  • Źródło par metali (Fe, Co, Au, Cr, Ni) kontrolowane wagą kwarcową;
  • RGA;
  • Działo jonowe z szeroka wiązką (Ar);
  • Układ dozowania tlenu.