Дифрактометр для исследования микрообразцов ДН-12

 

 

 

 

Спектрометр для исследования микрообразцов ДН-12

 

Ответственный за установку:
Кичанов Сергей Евгеньевич
Россия, Московская обл., г.Дубна, ул. Жолио-Кюри, 6
тел. +7 (49621) 6-37-83
e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Состав группы

 

Основные направления исследований:

1. Кристаллическая и магнитная структура функциональных материалов под высоким давлением;

2. Структурные и магнитные фазовые переходы под высоким давлением;

3. Динамика водородосодержащих соединений под высоким давлением;

4. Исследования малых объемов образцов методом нейтронной дифракции в широком диапазоне температур.

 

Описание методики

 

Надежным экспериментальным методом получения данных о структуре и динамике кристаллической решетки твердых тел в условиях таких внешних воздействий, как давление и температура, является нейтронография. Широкий круг научных задач: магнитные фазовые переходы, структурные фазовые переходы и атомная динамика, - исследуются с помощью метода нейтронного рассеяния.

До недавнего времени область применения нейтронных методов, как правило, ограничивалась диапазоном давлений до 2 ГПа, что связано с использованием относительно больших объемов образца в камерах типа цилиндр-поршень.

Развитие метода нейтронных исследований при высоких давлениях, основанного на сочетании техники сапфировых и алмазных наковален и низкофоновой нейтронной дифрактометрии позволило расширить диапазон давлений в этих экспериментах до нескольких десятков ГПа.

 

Основные характеристики

 

1. Поток нейтронов на образце
(при средней мощности реактора 1.5 МВт)
2·106 n/см2
2. Расстояния:
замедлитель-образец
образец-детектор

26.0 m
0.4 and 0.6 m
3. Диапазон:
длин волн
углов рассеяния

0.8 – 10 Å
45° – 135°
межплоскостных расстояний 0.6 – 13 Å
4. Разрешение (Δd/d , d = 2 Å):
для 2θ = 90°
для 2θ = 135°

0.022
0.012
5. Телесный угол детекторной системы 0.125 s
6. Объем образца 0.5 – 3 mm3
7. Диапазон давлений:
с сапфировыми наковальнями
с алмазными наковальнями

5 – 10 GPa
7 – 15 GPa
8. Диапазон температур 10 – 300 К

 

Основные направления исследования

 

1. Кристаллическая структура конденсированных сред под высоким давлением:

 

  • Кристаллическая структура молекулярных кристаллов (NH4I, NH4Cl, NH4Br, C5H5HReO4, C5H5HNO3, и др.)
  • Кристаллическая структура полупроводников (HgSeS, HgTeS системы)
  • Кристаллическая структура высокотемпературных сверхпроводников (HgBa2CuO4, HgBa2CaCu2O6.3, SrCaCuO2 and LaCaCuO2 системы)

 

2. Магнитная структура магнетиков под высоким давлением:

 

  • Изменения в магнитной структуре манганитов под высоким давлением (LaCaMnO3, PrBaMnO3, PrCaMnO3 системы и др.)
  • Спин-переориентационные фазовые переходы под высоким давлением (Fe2O3, FeBO3, MnAs и др.)
  • Фрустрированные магнетики под высоким давлением (YMnO3 и LuMnO3)

 

3. Динамика атомов под высоким давлением (NH4I, NH4Cl, NH4Br, и др.)

 

 

Дополнительные устройства, использующиеся на спектрометре ДН-12:

  • Криостат на базе гелиевого рефрижератора замкнутого цикла позволяет проводить нейтронографические эксперименты в диапазоне температур 10 - 290 К.
  • Камеры высокого давления, основанные на технологии сапфировых и алмазных наковален, позволяют проводить нейтронографические эксперименты при высоких давлениях до 10 ГПа.
  • Охлаждаемый бериллиевый фильтр дает возможность измерять неупругое некогерентное рассеяние нейтронов, что необходимо для исследования динамики атомов в кристаллах.

 

   

Публикации

1. Sergey V. Ovsyannikov, Maxim Bykov, Elena Bykova, Denis P. Kozlenko, Alexander A. Tsirlin, Alexander E. Karkin, Vladimir V. Shchennikov, Sergey E. Kichanov, Huiyang Gou, Artem M. Abakumov, Ricardo Egoavil, Johan Verbeeck, Catherine McCammon, Vadim Dyadkin, Dmitry Chernyshov, Sander van Smaalen, Leonid S. Dubrovinsky, “Charge-ordering transition in iron oxide Fe4O5 involving competing dimer and trimer formation”, Nature chemistry, 8, 5, 501-508 (2016)
2. D. P. Kozlenko, E. Burzo, P. Vlaic, S. E. Kichanov, A. V. Rutkauskas & B. N. Savenko “Collapse in ErCo2:Beyond the Limits of Itinerant Electron Metamagnetism” Sci. Rep. 5, 8620 (2015)
3. D. P. Kozlenko, N. T. Dang, S. E. Kichanov, E. V. Lukin, A.M. Pashayev, S. G. Jabarov, L. S. Dubrovinsky, H.-P.Liermann, W. Morgenroth, A. I. Mammadov, R.Z.Mekhtieva, V.G. Smotrakov and B. N. Savenko “Competing magnetic states and structural modifications in multiferroic YMn2O5 at high pressure” PHYSICAL REVIEW B 92, 134409 (2015)
4. N.M. Belozerova, S.E. Kichanov, Z. Jirak, D.P. Kozlenko, M. Kacenka, O. Kaman, E.V. Lukin, B.N. Savenko “High pressure effects on the crystal and magnetic structure of nanostructured manganites La0.63Sr0.37MnO3 and La0.72Sr0.28MnO3”, Journal of Alloys and Compounds, 646, 998-1003 (2015)
5. Kozlenko D. P., Kichanov S. E., Lukin E. V., Dang N. T., Dubrovinsky L. S., Liermann H.-P., Morgenroth W., Kamynin A. A., Gridnev S. A., and Savenko B. N. “Pressure-induced polar phases in relaxor multiferroic PbFe0.5Nb0.5O3” Physical Review B, 2014, v.89, p.174107.