Print this page
Spektrometr ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) Spektrometr ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) IF PAN

Nowości w Instytucie Fizyki

Academia

2015-06-01

Chłodziarka rozcieńczalnikowa Triton 400 firmy Oxford Instruments oraz spektrometr ESCA firmy Prevac – te dwa nowoczesne instrumenty pomiarowe o łącznej wartości przekraczającej siedem milionów złotych wzbogaciły w ostatnim kwartale laboratoria Instytutu Fizyki Polskiej Akademii Nauk

 

Chłodziarka rozcieńczalnikowa. Fot. IF PAN

Nowe przyrządy umożliwią badanie własności materii w ultra niskich temperaturach oraz charakteryzację właściwości elektronowych materii w szerokim zakresie energii.

 

Chłodziarka rozcieńczalnikowa (lub chłodziarka helu 3 i 4), która została zainstalowana i uruchomiona w Środowiskowym Laboratorium Badań Kriogenicznych i Spintronicznych będzie wykorzystywana w pomiarach zjawisk transportu elektronowego i właściwości magnetycznych w bardzo niskich temperaturach i w obecności silnego pola magnetycznego w materii skondensowanej (głównie półprzewodnikach). Chłodziarka pozwala w komorze pomiarowej przeprowadzić eksperyment w temperaturze 10 milikelwinów, czyli jedynie o jedną setną stopnia Kelwina powyżej nieosiągalnej temperatury zera bezwzględnego! Jest to aktualnie najzimniejsza komora „zamrażarki” w Polsce. Jak podkreśla kierownik laboratorium profesor Tomasz Dietl: „W najbliższej przyszłości będziemy koncentrowali się na zjawiskach związanych z magnetycznymi stopniami swobody, a więc zależnych od spinu – na przykład w układach zbudowanych ze struktur warstwowych zawierających izolujące ferromagnetyki i półprzewodniki, czy nadprzewodniki; na badaniu właściwości kwantowego punktu krytycznego paramagnetyk - ferromagnetyk, czy w końcu układów w których topologiczne własności struktury pasmowej decydują o ich właściwościach elektrycznych”. Wszystkie te zjawiska będą mogły znaleźć zastosowanie w spintronice półprzewodnikowej, ważnej technologicznie nowej dziedzinie wiedzy, która otwiera szerokie perspektywy zastosowań w informatyce i telekomunikacji kwantowej.

 

Zainstalowany ostatnio w Środowiskowym Laboratorium Badań Rentgenowskich i Elekronomikroskopowych Spektrometr ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis), produkt polskiej firmy Prevac, służy do kompleksowej charakteryzacji materii skondensowanej. Sercem spektrometru jest analizator energii elektronów szwedzkiej firmy Scienta, który pozwala precyzyjnie odtworzyć strukturę elektronową i własności chemiczne badanego materiału na podstawie pomiarów energii i kierunku lotu elektronów „wybitych” z powierzchni badanego materiału przy pomocy wiązki intensywnego światła ultrafioletowego lub rentgenowskiego. Tego typu instrumenty, wyposażone w szereg dodatkowych narzędzi diagnostycznych, stanowią obecnie jedno z najbardziej uniwersalnych narzędzi pomiarowych fizyki materiałowej. Warszawski spektrometr jest wykorzystywany do charakteryzacji nowoczesnych materiałów wytwarzanych w laboratoriach Instytutu oraz innych ośrodkach naukowych i komercyjnych. Przyrząd pozwala określić zawartość pierwiastków w badanym materiale i rodzaj ich wiązań chemicznych, rozkład przestrzenny pierwiastka o określonym wiązaniu i stopień homogenności składu chemicznego (rozkład zawartości pierwiastków oraz ich wiązań chemicznych w objętości). Pozwala także na monitorowanie zmian wiązań chemicznych pod wpływem na przykład temperatury, lub działania gazów reaktywnych. Zdaniem kierownika laboratorium, profesor Krystyny Jabłońskiej, tego rodzaju charakteryzacja jest niezbędna dla doskonalenia technologii wytwarzania materiałów, znajdujących miedzy innymi zastosowanie w elektronice, farmakologii i metalurgii. Ta współczesna, precyzyjna metoda pomiaru własności chemicznych i fizycznych ciał stałych znajduje także zastosowanie w dziedzinach pozornie odległych od fizyki materii skondensowanej, takich jak kryminalistyka, muzealnictwo, i archeologia.

 

Zakup i instalację urządzeń umożliwiły środki unijne pozyskane przez Instytut w ramach projektu EAgLE, realizowanego w ramach VII Programu Ramowego UE. Fundusze unijne wraz z krajowymi grantami systematycznie pozyskiwanymi przez Instytut na przestrzeni ubiegłej dekady umożliwiają odbudowę i modernizację infrastruktury naukowej, służącej badaniom podstawowym i aplikacyjnym polskiego środowiska fizyków materii skondensowanej.

 

 


 

 

 

Oceń artykuł
(0 głosujących)