HEiDi

Einkristalldiffraktometer an der heißen Quelle

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 d_hkl 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

2ΘM	Ge(311)	Cu(220)	Ge(422)	Cu(420)
20°	0.503	0.443	0.408	0.280
40°	1.168	0.870	0.793	0.552
50°	1.443	1.079	0.993	0.680

Q-Bereich

2ΘM	Ge(311)	Cu(220)	Ge(422)	Cu(420)
20°	1.46	1.95	2.12	3.09
40°	0.74	0.99	1.09	1.57
50°	0.60	0.80	0.87	1.27

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: martin.meven@frm2.tum.de

Dr. Rajesh Dutta
Telefon: +49 (0)89 289-54811
E-Mail: rajesh.dutta@frm2.tum.de

Dr. Hao Deng
Telefon: +49 (0)89 289-54725
E-Mail: hao.deng@frm2.tum.de

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

Betreiber

Publikationen

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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.