Vols estar al dia? Subscriu-te al nostre newsletter. 1 E-mail cada 2 Mesos! |
 |
Figura: Fotografia de l'espectròmetre CLEAR a la línia de llum CLAESS (a dalt). Resolució energètica de l'espectròmetre com a funció de l'energia del pic per a diferents reflexions del cristall analitzador (esquerra). Dispersió energètica de l'espectrometre en funció de l'energia del pic per a diferents reflexions del cristall analitzador (dreta).
Cerdanyola del Vallès, 7 de desembre de 2022. Actualment, l'ús de tècniques espectroscòpiques està altament estès a l'estudi de la matèria a nivell atòmic. Particularment, l'espectroscòpia d'absorció de raigs X (XAS) és la més popular, encara que altres tècniques com l'espectroscòpia d'emissió de raigs X (XES) estan esdevenint cada cop més utilitzades en l'estudi de materials diversos. Aquestes dos tècniques, de fet, són dos costats del mateix fenomen, però requereixen mètodes diferents per a ser implementades; amb XAS, la mostra s'il·lumina amb fotons d'energies específiques per donar lloc a transicions electròniques concretes des d'estats ocupats fins a estats buits, mentre que amb XES els fotons utilitzats tenen molta més energia que una certa vora d'absorció i sondeja els estats ocupats. El primer mètode s'utilitza per a desvelar les propietats electròniques i estructurals locals del material estudiant l'evolució del seu coeficient d'absorció en funció de l'energia, mentre que al segon s'obté accés a informació complementaria estudiant el decaïment que segueix a l'absorció.
Ideat per l'equip investigador de l'ALBA i instal·lat a la línia de llum CLÆSS, l'espectròmetre CLEAR permet combinar ambdues tècniques per obtenir resultats més fiables. D'aquesta manera, els paràmetres interrelacionats del material (estat d'oxidació, estructura local, estat d'espí...) es resolen per a obtenir una interpretació unívoca. A més, aquest mètode experimental permet estudiar sistemes dinàmics a temps real amb un grau alt de fiabilitat ja que estableix una correlació directa entre totes les mesures preses amb cada tècnica.
CLEAR és un espectròmetre dispersiu d'energia basat en una geometria de cercle de Rowland d'1 metre de radi muntat al buit, molt convenient per evitar deteccions enganyós provinents de l'entorn del material. Té un rang d'angle de Bragg ampli (40º-80º) i està muntat en una disposició relativa a la mostra de ‘backscattering’ total. Dins l'espectròmetre hi ha un cristall analitzador dinàmicament corbat de Si(1,1,1) en forma de dau que permet escombrar un rang energètic des de 6 fins a 22 keV aprofitant les reflexions pròpies del Si(1,1,1). El feix emprat per l'estudi de les mostres travessa l’analitzador a través de les seves dues meitats.
La resolució energètica del CLEAR depèn de la mida del feix, de l'angle de Bragg escollit i de la reflexió concreta emprada per a realitzar la mesura, però es típicament de l'ordre de 0.5-2 eV aproximadament. Donat que el rang energètic és pràcticament continu, i donat que el postprocessat de les dades no l'ha de fer l'usuari i ve donat per fitxers ASCII simples, CLEAR demostra ser un espectròmetre amigable amb l'usuari.
L'espectròmetre CLEAR està optimitzat per a mesures de curta durada (al voltant de mitja hora) tant de línies d'emissió com d'espectres d'absorció d'alta resolució de sistemes altament concentrats, però per ressonàncies a sistemes altament diluïts o amb línies d'emissió més dèbils, com les corresponents a les transicions valència-nucli, encara no és competitiu i necessita temps de mesura majors.
Donades les seves característiques, i donats els resultats obtinguts per aquest espectròmetre pioner dissenyat i construït a l'ALBA, el CLEAR constitueix una alternativa amb gran potencial respecte a altres espectròmetres. Un nou i interessant instrument implementat a CLÆSS que, per les seves característiques, s'adapta a les necessitats de científics de diversos camps d'investigació com els sistemes altament correlacionats, l'espintrónica o el disseny de bateries. Un apassionant pas endavant per revelar més detalls i característiques normalment amagades de l'estructura fonamental dels materials.
Enllaç a l'article complet publicat al Journal of Synchrotron Radiation: http://doi.org/10.1107/S1600577522009821
