Instrumento XtremeD
Descripción
El instrumento XtremeD es un difractómetro de neutrones especializado en condiciones extremas que puede ser utilizado para medir polvos y monocristales caracterizado por su alto flujo y pequeño tamaño de haz. Está equipado con un multidetector 2D compuesto por 9 modulos de 96 x 96 píxeles, resultando en una imagen final de 864*96 que abracan una región angular de aproximadamente 130°.
Un monocromador de grafito pirolítico con focalización horizontal y vertical, constituido por 81 secciones distribuidas en una grilla de 9x9, focaliza el haz de neutrones sobre la muestra proporcionando un flujo de 1·108 n cm-2s-1 con una longitud de onda variable entre 2.3 y 3.5 Å. Un segundo monocromador de silicio proporciona neutrones con longitudes de onda entre 1 y 3.5 Å, lo que es de especial interés en el estudio de materiales con parámetros de red pequeños.
Para los experimentos a alta presión, XtremeD cuenta con el acceso a las celdas París-Edimburgo del instrument pool del ILL. Estas celdas permiten alcanzar presiones en la muestra de hasta 20 GPa y temperaturas de hasta 1.5K simultáneamente, lo que hace que XtremeD sea el instrumento ideal para el estudio de transiciones magnéticas a altas presiones.
XtremeD cuenta con la posibilidad de utilizar los criostatos con cola vanadio [1.5 - 300K] del instrument pool del ILL (criostatos naranjas). El diseño particular de dichos criostatos, permite la obtención de patrones de difracción con un bajo ruido de fondo, lo cual es de gran importancia en experimentos con pequeños cambios en la señal observada.
La presencia de un colimador oscilante radial (ROC, de sus siglas en ingles) entre la muestra y el detector, reduce considerablemente la señal difractada por los entornos de muestra que no han sido expresamente diseñados para este instrumento, permitiendo la realización de experimentos con una amplia variedad de entornos.
Su diseño hace de XtremeD un instrumento especialmente adaptado para la investigación de estructuras y transiciones de fase magnéticas a altas presiones y campos magnéticos y para la realización de estudios de difracción de neutrones que requieran un tamaño de haz pequeño.
Características técnicas
| Monochromators | |
|---|---|
| Take-off angle | 33 138 degrees |
| Q range | 0.1 – 11 Å-1 |
| d-spacing | 0.6 – 42 Å |
| Distance sample - monochr. | 2500 -3200 mm |
| Si Crystal dimensions | 180 x 131 mm2 |
| Focusing accuracy | ±0.005 degr |
| HOPG monochromator | |
|---|---|
| Mosaicity | 0.4 degr |
| Homogeneity | ± 0,2 degr |
| Thickness | 2 mm |
| Reflections | 002 |
| Wavelength range | 2.29 – 3.5 Å |
| Si monochromator | |
|---|---|
| Total thickness | 15 mm |
| Reflections | 111-113-331-533 |
| Wavelength range | 1 – 3.5 Å |
| Detector | |
|---|---|
| Gamma efficiency | 10-7 |
| Local counting rate | 50 kHz per wire 200 kHz per module |
| Global counting rate | 1.8 mHz |
| Horizontal solid angle | < 130 deg. |
| Vertical solid angle | 28 deg. |
| Solid angle | 2314 degr2 (0.7 sr) |
| Angular definition | 0.15 degr [H] 0.2 degr [V] |
| Number of pixels per module (9 modules) | 96 x 96 |
| Pixel size | 2.0 mm [H] 2.58 mm [V] |
| Radius | 760 mm |
| Height | 320 mm |
| Area | 0.42 m2 |
| Best resolution FWHM | TBD |
| Gap | 28 mm |
| Wall thickness | 10 mm |
| Pressure 3 | 5 bar |
| Volume 3 | 200 l bar |
| Expected efficiency | 40 % (0.8Å) 80 % (2.5Å) 90 % (4.1Å) |
| Sample Environments | |
|---|---|
| Paris Edinburgh Cell | 1-20 GPa, 1.5-300K |
| Cryostat | 1.5-300K |
| Cryomagnet | 9-11T, 1.5-300K |
| Eulerian Cradle | TBC |