Provkammaren i Soft Inelastic X-ray Scattering (SIX) strålningslinjen vid NSLS-II gör det möjligt för forskare att montera sina material på en speciell hållare som kan vridas och flyttas in i strålen av ljusa röntgenstrålar. Kredit:US Department of Energy
Den 15 juli, 2018, Soft Inelastic X-ray Scattering (SIX) -strålen vid National Synchrotron Light Source II (NSLS-II)-ett US Department of Energy (DOE) Office of Science User Facility på DOE:s Brookhaven National Laboratory-välkomnade sina första besökande forskare. SIX är en experimentstation för att mäta de elektroniska egenskaperna hos fasta material med hjälp av ultralätta röntgenstrålar. Materialen kan vara så små som några mikron - en miljonedel av en meter.
De första forskarna som utnyttjade möjligheterna i världsklass på SIX var Jonathan Pelliciari och Zhihai Zhu, två forskare från Massachusetts Institute of Technology (MIT). Paret använde SIX för att studera ett kromatprov, ett fascinerande material med nya tillämpningar inom magnetism, batterier, och katalys. Lite var känt om den elektroniska strukturen hos kromatprovet som MIT -teamet studerade vid SIX, och deras forskning syftar till att låsa upp egenskaperna hos detta material. Att göra så, de behövde atomkänsligheten och energiopplösningen för SIX strållinjen.
"Att förstå den elektroniska sminkningen av detta kromat hjälper oss att avgöra dess potential för applikationer inom supraledande elektronik, "sa Zhu." Vi ville avgöra om vi skulle kunna göra detta material till en superledare. "
Forskarna använde en teknik som kallas resonant oelastisk röntgenspridning (RIXS) för att studera interaktioner och dynamik hos elektroner i deras prov.
"I denna teknik, röntgenstrålen sprids från materialets elektroner, som en köboll som studsar av bollar på ett biljardbord. Sedan, en detektor fångar upp de spridda röntgenstrålarna i olika vinklar, sa Ignace Jarrige, lead beamline scientist på SIX.
Genom att analysera vinkeln, Momentum, och röntgenstrålarnas energi, forskare kan ta reda på hur materialets elektroner ordnar och interagerar.
Soft Inelastic X-ray Scattering (SIX) beamline vid NSLS-II är känd för sin 50 fot långa spektrometerarm som är inrymd i en angränsande byggnad. Den långa, rörlig arm gör det möjligt för SIX att få en extremt hög energiopplösning och avslöja elektronernas kollektiva rörelse i ett material. Kredit:US Department of Energy
"SIX är en mycket avancerad strållinje, "sa Pelliciari." Jag har arbetat med andra RIXS -strålar, och SIX, designad för att uppnå hög energiupplösning, lovar ett förbättrat vetenskapligt resultat. Att ha denna höga upplösning ger oss en mycket detaljerad bild av vårt material och bättre inblick i dess potential. "
SIX är bland de nyaste och mest avancerade RIXS -strålarna i landet. Den är utformad för att flytta gränserna för dessa experiment längre än något annat instrument, och representerar en stor förbättring för det vetenskapliga samfundet världen över.
"Efter en år lång process med att testa och förbereda SIX, vi var glada över att äntligen få arbeta med de första användarna och samarbeta om en verkligt spännande mätning, "sa Andi Barbour, beamline -forskare på SIX.
Beamline -forskaren Valentina Bisogni tillade, "MIT -forskningen tillät oss att testa strållinjens kapacitet, stabiliteten hos alla dess komponenter, provinriktningen, och dess temperaturkontroll - allt parallellt. Det var en mycket användbar upplevelse. "
"Vi vill ge SIX -teamet ett särskilt tack eftersom vårt experiment och vetenskap inte skulle gå framåt utan dem, "sa Zhu." Vår forskning gjord på SIX var ett sant samarbete mellan oss och strålningsforskarna. "
SIX -teamet ser fram emot att vara värd för fler besökande forskare, eftersom SIX nu är öppet för allmän verksamhet.
