Einkristall-Diffraktometer mit polarisierten Neutronen POLI

  POLI Urheberrecht: © IfK

Die Stärke des Einkristall-Diffraktometers POLI liegt in der Möglichkeit, unter Verwendung polarisierter Neutronen und dreidimensionaler Polarisationsanalyse (CryoPAD) auch sehr schwache magnetische Beugungsintensitäten zuverlässig messen zu können. Daneben steht auch ein 8-Tesla-Magnet für Spindichteuntersuchungen bereit. Damit lassen sich komplexe magnetische Strukturen von Kristallen, magnetische Domänen und ortsaufgelöste Magnetisierungsdichten in Magnetwerkstoffen mit hoher Genauigkeit bestimmen. In Kombination mit Röntgenbeugungsdaten werden detaillierte Untersuchungen von Gesamtelektronendichteverteilungen sowie von Dichteverteilungen der ungepaarten Elektronen (Spindichteverteilungen), die das magnetische Verhalten bestimmen, durchgeführt.

Ein weiteres typisches Anwendungsgebiet für POLI sind Kristallstruktur- und Magnetstrukturanalysen unter multiplen externen Parametern wie z. B. Temperatur/magnetisches Feld/elektrisches Feld/Druck und deren verschiedene Kombinationen für die Erforschung von komplexen Phasendiagrammen in funktionalen Materialien.

Entwicklung und Bau von POLI wurden im Rahmen des BMBF-Verbundprogramms „Erforschung kondensierter Materie an Großgeräten" von 2004 bis 2016 finanziell gefördert (s. abgeschlossene Projekte). Seit 2015 wird es gemeinsam mit dem JCNS betrieben.

  Diffraktometer POLI Urheberrecht: © IfK
Leistungsmerkmale Polarisierte/unpolarisierte Neutronen mit Wellenlängen 0,55 Å < λ < 1,15 Å,
Neutronenfluss > 2·107 n/cm2/s, Temperatur am Probenort:
polarisiert 0,4 K < T < 420 K,
unpolarisiert 0,05 K < T< 2100 K, magnetisches Feld 0 - 8 T,
elektrisches Feld 0 - 10 kV;
sphärische Polarisationsanalyse
Einsatzbereich

Strukturanalyse unter extremen Bedingungen: sehr hohe/niedrige Temperaturen, magnetische/elektrische Felder, Druck; Phasenübergänge.
Untersuchung komplexer magnetischer Strukturen und magnetischer Domänen. Bestimmung magnetischer Formfaktoren, Spindichten und lokaler magnetischer Anisotropien.

 

Weitere Informationen zu POLI finden sich auf den Internetseiten des MLZ.

An dem Thema arbeitende Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter:

N. N. (1. Instrumentverantwortlicher)
Dr. Rajesh Dutta (2. Instrumentverantwortlicher)
Wolfgang Luberstetter (Projektingenieur)

Publikationen:

H. Thoma, H. Deng, G. Roth, V. Hutanu, “Setup for polarized neutron diffraction using a high-Tc superconducting magnet on the instrument POLI at MLZ and its applications”, J. Phys.: Conf. Ser. 1316, 012016 (2019), DOI: 10.1088/1742-6596/1316/1/012016.

H. Thoma, W. Luberstetter, J. Peters & V. Hutanu, “Polarised neutron diffraction using novel high-Tc superconducting magnet on single crystal diffractometer POLI at MLZ”, J. Appl. Cryst. 51, 17-26 (2018), DOI: 10.1107/S160057671800078X.

V. Hutanu, W. Luberstetter, E. Bourgeat-Lami, M. Meven, A. Sazonov, A. Steffen, G. Heger, G. Roth, and E. Lelièvre-Berna, “Implementation of a new Cryopad on the diffractometer POLI at MLZ”, Review of Scientific Instruments 87, 105108 (2016), DOI: 10.1063/1.4963697.

V. Hutanu “POLI: Polarised hot neutron diffractometer”, Journal of large-scale research facilities, 1, (2015) A16. DOI: 10.17815/jlsrf-1-22.

  JCNS Urheberrecht: © JCNS

Förderung:

Jülich Centre for Neutron Science/Forschungszentrum Jülich

  JARA Urheberrecht: © JARA

Jülich Aachen Research Alliance