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MLZ

Lichtenbergstr.1
85748 Garching

HEiDi

Einkristalldiffraktometer an der heißen Quelle

HEiDi HEiDi


Das Einkristalldiffraktometer HEiDi wurde entwickelt für detaillierte Untersuchungen der strukturellen und magnetischen Eigenschaften von Einkristallen mittels heißer unpolarisierter Neutronen und der Bragg’schen Gleichung:
2 dhkl  sin (Θ) = λ
(typisch: 0.55 Å < l < 1.2 Å).

Aufgrund der großen Bandbreite kurzer Wellenlängen und Auflösungen (Abb.1, siehe Galerie) ist HEiDi geeignet für Untersuchungen an vielen kristallinen Verbindungen – davon viele potentiell interessant für Energie- oder Datenspeichertechnologien – beispielsweise:

  • HT Supraleiter (z.B. Kupraten, FeAs-Pnictiden)
  • Multiferroische (z. B. Manganaten) und andere komplexe ferro- und antiferromagnetische Verbindungen (z. B. Co-Olivinen)
  • Ionenleiter (z. B. Nickelaten)
  • Ferrolelektrika (z. B. die KDP Familie)
  • Mischkristalle (z. B. AsSe-Verbindungen)
  • Hochabsorbierende Verbindungen (z. B. mit Gd, Sm, Eu, Dy)
  • Frustrierte magnetische Materialien (z. B. Pyrochlore)
Typische Anwendungen

Allgemein

  • Strukturanalyse
  • Wasserstoff-Bindungen
  • Statische und dynamische Fehlordnungen
  • Harmonische und anharmonische mittlere Auslenkungsquadrate
  • Verzwillingungen
  • Magnetische Strukturen und Ordnungen
  • Strukturelle und magnetische Phasenübergänge
  • Inkommensurable Strukturen

Im Detail

  • Bestimmung der Atomlagen und Bindungslängen in Verbindungen mit schweren und leichten Elementen oder Elementen mit ähnlichen Elektronenhüllen
  • Temperaturabhängige Untersuchungen zur Bestimmung von Phasenübergängen
  • Untersuchungen von Ordnungs-Unordnungs-Phasenübergängen, z. B. H-Bindungen, durch Bestimmung der anisotropen mittleren Auslenkungsquadrate unter Nutzung des großen Q-Bereichs bis zu sin(Θ)/λ > 1
  • Strukturbestimmung von Verbindungen mit hochabsorbierenden Elementen (Gd, Sm, Cd, Dy) mittels kurzer Wellenlängen
  • Untersuchungen magnetischer Phasenübergänge und T-Abhängigkeiten (Ferri-, Ferro- und Antiferromagnete, Multiferroika)
  • Untersuchungen an HT Supraleitern (z. B. Kupraten, FeAs-Pniktiden)
  • Probencharaktersierung durch Profilanalyse (z. B. Mosaizitäten, Verzwillingungen)
  • Bestimmung der Probenorientierung, z. B. zur Vorbereitung von Experimenten an Drei-Achsen-Spektrometern
  • Präsentation der Grundlagen von Kristallographie und Strukturanalyse für die Lehre

Probenumgebungen
  • Closed-cycle-Kryostat (2 K – RT)
  • Spiegelofen (RT – 2000 K)
  • Miniaturofen (RT – 500 K)
  • Uniaxiale Druckzelle (von PUMA)
Technische Daten

Strahlrohr

SR9B (heiße Quelle)
Fluss am Probenort 1.4 · 107 cm-1s-1 (λ ≈ 1.17 Å)
Flussgewinn durch heiße Quelle × 10 (λ ≈ 0.6 Å)

Wellenlängen

2ΘMGe(311)Cu(220)Ge(422)Cu(420)
20°0.5030.4430.4080.280
40°1.1680.8700.7930.552
50°1.4431.0790.9930.680

Q-Bereich

2ΘMGe(311)Cu(220)Ge(422)Cu(420)
20°1.461.952.123.09
40°0.740.991.091.57
50°0.600.800.871.27

Optische Komponenten

  • Einzel-Detektor, optimiert für kurze Wellenlängen (Empfindlichkeit > 90 % bei 0.3 Å)
  • Analysator PG(002); optional für Untergrundunterdrückung und Untersuchungen rein elastischer Streuung
  • Neutronenfilter zur Unterdrückung von λ/2- bzw. λ/3-Kontamination des monochromatischen Strahls

Instrumentverantwortliche

Dr. Martin Meven
Telefon: +49 (0)89 289-14727
E-Mail:

Dr. Andrew Sazonov
Telefon: +49 (0)89 289-11764
E-Mail:

HEIDI
Telefon: +49 (0)89 289-14828

Betreiber

RWTH Aachen

Publikationen

Finden Sie alle aktuellen Publikationen zu HEiDi in unserer Publikationsdatenbank iMPULSE:

impulse.mlz-garching.de

Zitierung Instrument

Heinz Maier-Leibnitz Zentrum. (2015). HEiDi: Single crystal diffractometer at hot source. Journal of large-scale research facilities, 1, A7. http://dx.doi.org/10.17815/jlsrf-1-20

Zitat bitte stets einschließlich DOI.

Galerie

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© W. Schürmann, TUM
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