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85748 Garching

RESEDA

Resonanz-Spin-Echo-Spektrometer

RESEDA schematisch RESEDA schematisch

Das Neutronen Resonanz Spin-Echo Spektrometer RESEDA (Resonance Spin Echo for Diverse Applications) erforscht langsame Dynamiken und Fluktuationen in harter und weicher kondensierter Materie. RESEDA sitzt an der Endposition des Leiters NL5-S in der Neutronenleiterhalle West. Nach einer grundlegenden Überarbeitung erlaubt RESEDA nun longitudinale NRSE Spektroskopie und den Einsatz von longitudinaler MIEZE (Modulation of Intensity with zero effort) mit sub-µeV Auflösung und unerreichtem dynamischen Bereich. Im Betrieb als MIEZE Spektrometer können Daten ohne zusätzlichen Aufwand unter depolarisierenden Probenumgebungen wie sehr große Magnetfelder aufgenommen werden. Ebenso können depolarisierende Proben wie Ferromagnete oder Supraleiter und stark inkohärent streuende Materialien die z.B. Wasserstoff enthalten, untersucht werden.

RESEDA´s LNRSE Option stellt ein Set-up ähnlich einem konventionellen NSE Spektrometer dar. Konventionelle NSE Spulen zwischen den resonanten Flippern können für die Feld-Abzugsmethode verwendet werden, wobei der dynamische Bereich sehr stark erweitert wird. Typische momentan erreichbare Impulsübertrage bewegen sich zwischen 0.035 Å-1 und 1 Å-1. Bemerkenswerterweise sind sogar für die höchste bisher erreichte Auflösung von über 50 ns keine Korrekturspulen notwendig.

Ein Alleinstellungsmerkmal von RESEDA stellt das MIEZE Set-up für Untersuchungen unter depolarisierenden Eigenschaften dar. MIEZE zeigt sich auch sehr erfolgreich in der Kombination mit Kleinwinkelstreuung (MIEZE-SANS) wobei wissenschaftliche Herausforderungen in Ferromagneten, supraleitenden Vortex-Gittern und magnetischen Skyrmionen kürzlich angegangen wurden. Durch die Analyse der Phase der Neutronen-Polarisation erlaubt inelastische Messungen wie sie in ferromagnetischem Eisen demonstriert wurden, wobei die intermediäre Streufunktion eine oszillatorische Komponente aufweist. Der übliche Bereich der Streuvektoren bewegt sich zwischen 0.005 Å-1 und 1 Å-1 bei Spin-Echo Zeiten von 0.1 ps bis zu 10 ns. Für den Neutronennachweis wird bei der MIEZE Option ein spezieller, positionssensitiver Cascade 2D Detektor mit einer aktiven Fläche von 100 × 200 mm2 verwendet. Eine Anwendung um den Reduktionsfaktor des Messsignals für verschiedene Probengeometrien zu berechnen kann unter den FRM2 WebApps gefunden werden.

Typische Anwendungen
  • Dynamik und Diffusion von Polymerschmelzen
  • Dynamik von Wasser in porösen Medien
  • Diffusionsprozesse in ionischen Liquiden
  • Dynamiken von weichen biologischen Systemen
  • Einfrieren von Gläsern und Spin-Gläsern
  • Kritische magnetische Fluktuationen
  • Schmelzen von supraleitenden Vortex-Gittern
  • Dynamik von Quantenphasenübergängen
  • Dynamik von dünnen magnetischen Schichten
  • Emergente Anregungen in Quantenmagneten
Probenumgebung

An RESEDA ist die komplette Probenumgebung des MLZ verwendbar. Depolarisierende Umgebungen sind auf MIEZE Experimente beschränkt

  • Verfügbare Temperatur-Bandbreite: 50 mK (Entmischungseinsatz, siehe unten) bis über 1300 K (Hochtemperaturofen, nicht-depolarisierend)
  • Maximales Magnetfeld: 12 T
  • Verfügbare Kryostaten:
    • Pulsrohrkühler: (3.5 K < T < 300 K)
    • 3He Einsatz: (450 mK < T < 300 K)
    • Entmischungs-Einsatz: (50 mK < T < 6 K)
Technische Daten

Primärstrahl:

  • Neutronenleiter: NL5-S
  • Strahldurchmesser: 36 × 36 mm2
  • Wellenlängenbereich: λ = 3.5 – 15 Å
  • Breite der Wellenlängenverteilung: Δλ/λ = 9 – 17 %
  • Polarisator: doppelte V-Kavität (Länge: 2 m, Beschichtung: m = 5)
  • Kollimation (optional):
    • zwei motorisierte Schlitze 0-50 mm Öffnung
    • gekreuzte Kollimatoren 20’, 40’, und 80’

Spektrometer:

Zwei Spektrometer Arme MIEZE (SANS Messungen möglich) und L-NRSE

  • MIEZE:
    • Transmissionsbender 40 × 40 mm² m = 5
    • Detektor: CASCADE 2D PSD 200 × 200 mm², 100 ns Zeitauflösung
  • L-NRSE:
    • Detektor: ³He Zähler 25.4 mm (1 Zoll) Durchmesser

Charakteristische Parameter:

  • Fluss am Probenort: φ ≥ 107 n cm-2 s-1 (bei λ = 5.3 Å)
  • Maximaler Streuwinkel: 2θ = 93° (L-NRSE), 55° (MIEZE)
  • Maximum Streuvektor: Q = 2 Å-1 (bei λ = 4.5 Å)
  • Spin-Echo Zeit Bereich: τ = 0.001– 20 ns (bei λ = 10 Å)
  • Energieauflösung: 0.03 µeV – 81.82/ λ² [Å] meV

Instrumentverantwortliche

Dr. Christian Franz
Telefon: +49 (0)89 289-14760
E-Mail:

Johanna K. Jochum
Telefon: +49 (0)89 289-14760
E-Mail:

RESEDA
Telefon: +49 (0)89 289-14874

Betreiber

TUM

Publikationen

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

impulse.mlz-garching.de

Zitierung Instrument

Heinz Maier-Leibnitz Zentrum. (2015). RESEDA: Resonance spin echo spectrometer. Journal of large-scale research facilities, 1, A14. http://dx.doi.org/10.17815/jlsrf-1-37

Zitat bitte stets einschließlich DOI.

Galerie

Sekundärspektrometerarme von RESEDA
Sekundärspektrometerarme von RESEDA

L-NRSE und L-MIEZE Sekundärspektrometerarme von RESEDA

Seitenansicht des L-NRSE Set-up von RESEDA
Seitenansicht des L-NRSE Set-up von RESEDA

Seitenansicht des L-NRSE Set-up von RESEDA © Olaf Soltwedel

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