Солярис (синхротрон) - Solaris (synchrotron)

Синхротрон SOLARIS.jpg
Часть лучевой линии SOLARIS

Солярис это первый синхротрон встроенный Польша под эгидой Ягеллонский университет. Он расположен на территории кампуса 600-летия возрождения Ягеллонского университета, в южной части Краков. Это центральный объект Национального центра синхротронного излучения СОЛЯРИС (г.Польский: Narodowe Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS).[1]

Национальный центр синхротронного излучения СОЛЯРИС был построен в период с 2011 по 2014 годы. Инвестиции были софинансированы Европейским союзом за счет средств Европейского фонда регионального развития в рамках Операционной программы инновационной экономики на 2007-2013 годы.

Синхротрон SOLARIS начал работу с двумя пучками (PEEM / XAS с двумя конечными станциями и UARPES с одной конечной станцией). Но в конечном итоге в экспериментальном зале Краковского ускорителя их будут десятки. Всего на каналах пучка будет около двадцати конечных станций.[2]

Он назван в честь название романа польского писателя-фантаста Станислав Лем, который жил и работал в Кракове.[3]

Исследование

Центр SOLARIS открыт для всех заинтересованных ученых, как из Польши, так и из-за рубежа. Конкурс предложений объявляется дважды в год (весной и осенью). Доступ к инфраструктуре для ученых бесплатный.[4]

Лучи

Есть несколько лучей.[5][6]

Активные лучи

PEEM / XAS представляет собой луч на основе поворотного магнита, предназначенный для микроскопии и спектроскопии в диапазоне энергий мягкого рентгеновского излучения. Канал пучка предназначен для изучения химических и электронных, структурных и магнитных свойств с помощью XAS, XNLD (естественный линейный дихроизм в рентгеновских лучах) и XMCD (магнитный круговой дихроизм в рентгеновских лучах), XMLD (магнитный линейный дихроизм в рентгеновских лучах) соответственно. . Он подходит для исследования свойств конкретных элементов поверхностей, границ раздела фаз, тонких пленок и наноматериалов. Доступный диапазон энергии фотонов (200–2000 эВ) охватывает K-края поглощения легких элементов, от углерода до кремния, L-края элементов с Z между 20 и 40, включая 3d-элементы, а также M-края многих более тяжелых атомов, включая Предлагаемые экспериментальные станции: - фотоэмиссионный электронный микроскоп (ПЭМ); - универсальная станция для рентгеновской абсорбционной спектроскопии (XAS).

Обе конечные станции доступны для пользовательских экспериментов в различных средах выборки и условиях фокусировки. Пользователи могут подать заявку на получение времени луча с конечной станцией PEEM или XAS. Чтобы подготовиться к эксперименту, пользователей просят просмотреть веб-страницы конечных станций.

УАРПЕС - Канал фотоэмиссионной спектроскопии с ультрафиолетовым разрешением позволяет измерять фундаментальные величины, то есть энергию и импульс, описывающие состояние фотоэлектрона в пространстве за пределами твердого образца.

Если дополнительно использовать селектор спина, можно получить полный набор квантовых чисел для электрона. Затем, в рамках так называемого внезапного приближения, энергия, импульс и спин электрона, измеренные на поверхности образца, могут быть связаны с энергией связи, квазиимпульсом и спином, которые электрон имел в твердом теле до того, как произошло фотоэлектрическое событие. Таким образом, электронная зонная структура исследуемого твердого тела получена экспериментально. Помимо этой простой картины ARPES дает также подробное представление о сложных электрон-электронных и электрон-решеточных взаимодействиях в твердом теле.

Важность технологии ARPES для современной науки и техники широко признана. Выделенные каналы ARPES существуют почти во всех центрах синхротронного излучения по всему миру.

Применение: многие недавние достижения в области материаловедения стали возможными благодаря лучшему пониманию электронной структуры сложных систем, полученному благодаря исследованиям ARPES. Примеры включают достижения в таких областях, как: высокотемпературная сверхпроводимость, топологические изоляторы, физика графена.

Строящиеся балки

XMCD - в канале пучка будет использоваться излучение переменной поляризации, источником которого будет ЭПУ - эллиптически поляризационный ондулятор. Области применения: луч XMCD включает исследование магнитного порядка, исследование доменной структуры, визуализацию химического состава, биомолекулярную спектроскопию и обнаружение флуоресценции.

ФЕЛИКС - PHELIX - это луч, использующий мягкое рентгеновское излучение, источником которого является ондулятор APPLE II с постоянными магнитами. Применение: новые материалы для спинтроники и магнитоэлектроники, топологические изоляторы, тонкие пленки и многослойные системы, включая образцы, полученные на месте, поверхность объемных соединений, поверхностный магнетизм, спин-поляризованные поверхностные состояния, химические реакции, происходящие на поверхности, и биоматериалы.

СОЛАБС - канал для рентгеновской абсорбционной спектроскопии, источником синхротронного света которого будет поворотный магнит. Линия будет доставлять фотоны в широком диапазоне энергий, что позволяет проводить измерения на краях поглощения многих элементов.

Области применения: конечная станция предназначена для исследования материалов как фундаментального, так и прикладного характера. SOLCRYS - основанный на вигглере высокоэнергетический рентгеновский луч (до 25 кэВ) для структурных исследований. Применение: в структурных исследованиях (биологические, макромолекулярные, фармацевтические, кристаллические материалы и т. Д.), А также в экстремальных условиях (высокое давление, температура).

Планируемые лучи

FTIR луч абсорбционной инфракрасной микроскопии (FTIR) с визуализацией. Области применения: биомедицина, нанотехнологии, науки об окружающей среде и многие другие. Запланированные исследования будут способствовать, среди прочего, синтезу потенциальных лекарств и их разработке.

ПОЛИКС - канал луча, который позволит получать мультимодальные изображения с высоким разрешением в жестком рентгеновском диапазоне. Применение: пучок POLYX может быть использован для тестирования новых решений в рентгеновской оптике и детекторах.

STXM - конечная станция для сканирующей просвечивающей микроскопии, которая будет составлять элемент пучка XMCD. Области применения: устройство позволит, среди прочего, проводить химический анализ в наномасштабе с помощью комбинации спектрометрии поглощения рентгеновских лучей и микроскопии.

Рабочие и планируемые пучки пучков в СОЛЯРИС - 2019

Параметры

Основные параметры накопительного кольца SOLARIS:[7]

  • Энергия: 1,5 ГэВ
  • Максимум. ток: 500 мА
  • Окружность: 96 м
  • Основная частота RF: 99,93 МГц
  • Максимум. количество циркулирующих пучков: 32
  • Горизонтальный эмиттанс (без вставных устройств): 6 нм рад
  • Сцепление: 1%
  • Настройка Qx, Qy: 11,22; 3,15
  • Естественная цветность ξx, ξy: -22,96, -17,14
  • Скорректированная цветность ξx, ξy: +1, +1
  • Размер электронного пучка (центр прямого сечения) σx, σy: 184 мкм, 13 мкм
  • Размер электронного пучка (центр диполя) σx, σy: 44 мкм, 30 мкм
  • Максимум. количество вставных устройств: 10
  • Импульс уплотнения: 3,055 x 10-3
  • Общее время жизни электронов: 13 ч

Рекомендации

  1. ^ Официальный сайт Synchrotron Solaris
  2. ^ "Лучи". Synchrotron SOLARIS - официальный сайт.
  3. ^ «Циклотрон и Солярис», welcometo.pl, 22 марта 2017 г.
  4. ^ "Исследование". Synchrotron Solaris - официальный сайт.
  5. ^ "Лучи". Синхротрон СОЛЯРИС-официальный сайт.
  6. ^ «Листовка СОЛЯРИС». Синхротрон СОЛЯРИС - официальный сайт.
  7. ^ «Накопительное кольцо». Синхротрон СОЛЯРИС - официальный сайт.

внешняя ссылка