MLZ ist eine Kooperation aus:

Technische Universität München> Technische Universität MünchenHelmholtz-Zentrum Hereon> Helmholtz-Zentrum Hereon
Forschungszentrum Jülich> Forschungszentrum Jülich

MLZ ist Mitglied in:

LENS> LENSERF-AISBL> ERF-AISBL

MLZ in den sozialen Medien:

Logo

MLZ

Lichtenbergstr.1
85748 Garching

PANDA

Kaltes Dreiachsenspektrometer

Dieses Instrument ist auf kalte Neutronen fokussiert. Bitte beachten Sie deshalb aktuell die „Technischen Daten OHNE kalte Quelle“ unten. Wichtige abweichende Parameter sind gefettet. Ihre Rückfragen werden gern vom Instrumentteam beantwortet.

Instrumentschema PANDA Instrumentschema PANDA

Das kalte Dreiachsenspektrometer PANDA befindet sich am Strahlrohr SR-2. Durch ein Neutronenleiterelement im Strahlrohr, den geringen Abstand von Neutronenquelle zum Monochromator sowie den doppelt fokussierenden Monochromatoren und Analysatoren wird ein hoher Neutronenfluss erreicht. Außerdem ist das Instrument für einen geringen Hintergrund optimiert. Die Multi-Detektor Option BAMBUS, die über 100 q-ΔE Kanäle gleichzeitig verfügt, befindet sich derzeit in der Testphase.

Neben den normalen Eigenschaften eines kalten TAS überschneidet sich der Bereich des möglichen Energietransfers mit dem eines thermischen Dreiachsenspektrometers. Speziell für die Nutzung von thermischen Neutronen stehen ein doppelt fokussierender Cu-111 und ein Si-111 Monochromator (vertikal fester, horizontal variabler Fokus) zur Verfügung. Daneben sind Optionen mit hoher Q-Auflösung oder mit polarisierten Neutronen möglich. Die Probenumgebung auf dem neusten Stand der Technik bietet hohe Magnetfelder und tiefe Temperaturen.

Die durchgeführten Experimente beschäftigen sich beispielsweise mit der Untersuchung von Spinwellen, Kristallfeldanregungen, Phononen, Anregungen in niederdimensionalen Systemen, quasielastischer Streuung sowie Diffraktion mit Energieanalyse. Die erzielten Ergebnisse tragen oft entscheidend zur Erforschung von unkonventioneller Supraleitung, stark korrelierten Elektronensystemen, magnetisch frustrierten Systemen und Magnetismus in niederdimensionalen Systemen bei. Darüber hinaus liefern sie neue Erkenntnisse für die Erforschung der Gitterdynamik oder in der Materialwissenschaft.

Typische Anwendungen
Magnetische Eigenschaften
  • Spin-Wellen, magnetische Anregungen in frustrierten, topologischen und niederdimensionalen Systemen
  • Kristallfeldanregungen
  • Magneto-elastische Kopplung
  • Magnetische vs. Kernstreuung
Gitterdynamiken
  • Phononendispersion
  • Polarisations-Vektoren
Allgemein
  • Kritische Streuung bei Phasenübergängen
  • Magnon-Phonon-Wechselwirkung
  • Weiche Moden
  • Central peak
  • Beugung mit Analysator mit
    • dE nahe 0
    • Hoher E & Q Auflösung
    • Extrem niedrigem Untergrund
Probenumgebung

Der PANDA-Probentisch erlaubt die Verwendung einer Vielzahl verschiedener Probenumgebungen und kann leicht an benutzerspezifische Geräte angepasst werden.

Unter anderem bietet PANDA im üblichen Betrieb Probenumgebungen für:
  • Verfügbare Temperatur-Bandbreite: 50 mK (Entmischungseinsatz, siehe unten) bis über 1300 K (Hochtemperaturofen)
  • Maximales vertikales 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
    • ADR-Kryostat: 300 mK < T < 300 K
Technische Daten OHNE kalte Quelle
Monochromatoren
  • PG(002) (d = 3,355 Å)
    • 1,5 Å-1 < ki < 4,0 Å-1
    • Variable horizontale und vertikale Fokussierung
  • Cu111 (d = 2,08 Å)
    • 1,8 Å-1 < ki < 7 Å-1
    • Variable horizontale und vertikale Fokussierung
  • Si111 (d = 3,13 Å)
    • 1,5 Å-1 < ki < 5 Å-1
    • Feste vertikale und variable horizontale Fokussierung
  • Heusler (d = 3,35 Å, polarisierte Neutronen)
    • 1,5 Å-1 < ki < 4.,0 Å-1
    • Variable vertikale Fokussierung
Analysatoren
  • PG(002)
    • -130° < 2ΘA < 100°
    • 1,05 Å-1 < kf
    • Variable horizontale Fokussierung
  • Heusler (polarisierte Neutronen)
    • -130° < 2ΘA < 100°
    • 1,05 Å-1 < kf
    • Variable horizontale Fokussierung
Detektoren
  • 1” 3He-Röhre (fokussiert)
  • 2” 3He-Röhre (kollimiert)
Hauptparameter
  • Streuwinkel an der Probe: 5° < 2ΘS < 125° (bewegbarer Strahlstopp)
  • Bereich des Energietransfers: bis zu 35 MeV (abhängig von ki)
  • Bereich des Impulsübertrags: bis zu Q = 7 Å-1 (abhängig von ki)
Filter für die Unterdrückung höherer Ordnungen
  • PG (l = 60 mm): kf = 2,57 Å-1 oder 2,662 Å-1
  • Be (geschlossener Kryostat, T ≤ 45 K): kf ≤ 1,55 Å-1
  • BeO (liq.-N2 gekühlt): kf ≤ 1,33 Å-1
Technische Daten MIT kalter Quelle
Monochromatoren
  • PG(002) (d = 3,355 Å)
    • 1,05 Å-1 < ki < 4,0 Å-1
    • Variable horizontale und vertikale Fokussierung
  • Cu111 (d = 2,08 Å)
    • 1,8 Å-1 < ki < 7 Å-1
    • Variable horizontale und vertikale Fokussierung
  • Si111 (d = 3,13 Å)
    • 1,2 Å-1 < ki < 5 Å-1
    • Feste vertikale und variable horizontale Fokussierung
  • Heusler (d = 3,35 Å, polarisierte Neutronen)
    • 1,1 Å-1 < ki < 4,0 Å-1
    • Variable vertikale Fokussierung
Analysatoren
  • PG(002)
    • -130° < 2ΘA < 100°
    • 1,05 Å-1 < kf
    • Variable horizontale Fokussierung
  • Heusler (polarisierte Neutronen)
    • -130° < 2ΘA < 100°
    • 1,05 Å-1 < kf
    • Variable horizontale Fokussierung
Detektoren
  • 1” 3He-Röhre (fokussiert)
  • 2” 3He-Röhre (kollimiert)
Hauptparameter
  • Streuwinkel an der Probe: 5° < 2ΘS < 125° (bewegbarer Strahlstopp)
  • Bereich des Energietransfers: bis zu 18 MeV (abhängig von ki)
  • Bereich des Impulsübertrags: bis zu Q = 7 Å-1 (abhängig von ki)
Filter für die Unterdrückung höherer Ordnungen
  • PG (l = 60 mm): kf = 2,57 Å-1 oder 2,662 Å-1
  • Be (geschlossener Kryostat, T ≤ 45 K): kf ≤ 1,55 Å-1
  • BeO (liq.-N2 gekühlt): kf ≤ 1,33 Å-1

Instrumentverantwortliche

Dr. Astrid Schneidewind
Telefon: +49 (0)89 158860-749
E-Mail: a.schneidewind@fz-juelich.de

Dr. Lukas Beddrich
Telefon: +49 (0)89 158860-769
E-Mail: l.beddrich@fz-juelich.de

PANDA
Telefon: +49 (0)89 158860-517

Betreiber

JCNS

Förderung

Publikationen

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

impulse.mlz-garching.de

Zitierung Instrument

Heinz Maier-Leibnitz Zentrum. (2015). PANDA: Cold three axes spectrometer. Journal of large-scale research facilities, 1, A12. http://dx.doi.org/10.17815/jlsrf-1-35

Zitat bitte stets einschließlich DOI.

Instrumentsteuerung

Galerie

PANDA
PANDA
© W. Schürmann, TUM
Q-E_range_full
Q-E_range_full

Zusammenfassung des Q-E Bereichs von PANDA in verschiedenen Konfigurationen. Geometrische Randbedingungen, die sich durch beispielsweise Probenumgebung ergeben sind nicht berücksichtigt. Weitere Informationen werden gerne von den verantwortlichen Instrumentwissenschaftlern zur Verfügung gestellt.

© MLZ
Q-E_range_full_Cu-PG thermal
Q-E_range_full_Cu-PG thermal

Konfiguration mit Kupfer als Monochromator und Pyrolytischem Graphit (PG) als Analysator. Im Betrieb des FRM II ohne Kalte Quelle ermöglicht dieser Aufbau die Nutzung thermischer Neutronen und erlaubt hohe Energieüberträge.

© MLZ
Q-E_range_full_PG-PG thermal
Q-E_range_full_PG-PG thermal

Aufbau mit PG Monochromator und Analysator eingestellt auf das Fenster eines PG-Filters auf der Seite des sekundären Spektrometerarms.

© MLZ
Q-E_range_full_PG-PG cold-polarised
Q-E_range_full_PG-PG cold-polarised

Standardaufbau zur optimalen Nutzung des kalten Neutronenspektrums. PG Monochromator und Analysator mit Be-Filter auf der Seite des sekundären Spektrometerarms. Dieser Q-E Bereich wird auch bei der Nutzung polarisierter Neutronen mit Heusler-Monochromator und Analysator abgedeckt.

© MLZ
Q-E_range_full_PG-PG high reso
Q-E_range_full_PG-PG high reso

Aufbau für hohe Energieauflösung und niedrigen Untergrund durch Neutronen höherer Ordnung. Verwendet werden PG Monochromator und Be-Filter vor sowie PG Analysator und BeO-Filter hinter der Probe.

© MLZ

MLZ ist eine Kooperation aus:

Technische Universität München> Technische Universität MünchenHelmholtz-Zentrum Hereon> Helmholtz-Zentrum Hereon
Forschungszentrum Jülich> Forschungszentrum Jülich

MLZ ist Mitglied in:

LENS> LENSERF-AISBL> ERF-AISBL

MLZ in den sozialen Medien: