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MLZ

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PANDA

Kaltes Dreiachsenspektrometer

Dieses Instrument ist auf kalte Neutronen fokussiert. Alle hier angegebenen Parameter beziehen sich auf die aktuelle Betriebsphase des FRM II. Bitte kontaktieren Sie für alle Detailfragen (Experimentdauer etc.) vorab das Instrumentteam!

Instrumentschema PANDA Instrumentschema PANDA

Das kalte Dreiachsenspektrometer PANDA befindet sich am Strahlrohr SR2 in der Experimentierhalle des FRM II. 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
  • Kristallfeldanregungen
  • Anregungen in niedrigdimensionalen Systemen
  • 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
    • hohe E & Q Auflösung
    • extrem niedriger Untergrund
Probenumgebung

Der PANDA-Probentisch erlaubt die Verwendung einer Vielzahl verschiedener Probenumgebungen und kann leicht an benutzerspezifisch 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)
Technische Daten
Monochromatoren
  • PG002 (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
  • PG002
    • 1.05 Å-1 < kf
    • variable horizontale Fokussierung
  • Heusler (polarisierte Neutronen)
    • 1.05 Å-1 < kf
    • variable horizontale Fokussierung
Detektoren Einzelne 3He-Röhre
  • 1” (fokussiert)
  • 2” (kollimiert)
Hauptparameter
  • Streuwinkel an der Probe: 5° < 2ΘS < 125° (bewegbarer Strahlstopp)
  • Bereich des Energietransfers: bis zu 20 MeV
  • 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. Christian Franz
Telefon: +49 (0)89 158860-759
E-Mail: c.franz@fz-juelich.de

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

Betreiber

JCNS

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Publikationen

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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.

Galerie

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© W. Schürmann, TUM

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