КУРЧАТОВСКИЙ  КОМПЛЕКС  СИНХРОТРОННО-НЕЙТРОННЫХ  ИССЛЕДОВАНИЙ

 

 

 

 

 

 

 

Курчатовский специализированный источник синхротронного излучения «КИСИ-Курчатов»

Экспериментальная станция ЛЕНГМЮР (К1.2.)

 


Станция для рентгеновских исследований молекулярных пленок на поверхности жидкости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Набор экспериментальных рентгеновских методик, реализуемых на станции, позволяет получать информацию об элементном составе и структурной организации динамичных двумерных систем, формирующихся в результате самоорганизации молекул на межфазной границе жидкость/воздух. Дополнительные преимущества исследований на жидкости связаны с возможностью изменять молекулярную организацию слоя, изменяя химические и физические параметры субфазы, такие как температура, рН и ионная сила, поверхностное давление и т.д. Это дает возможность проводить in situ исследования структурных и фазовых переходов, а также изучать межмолекулярные взаимодействия в системах с пониженной размерностью.

 

1. Экспериментальные методики

Главная особенность станции - рентгенооптическая схема, обеспечивающая отклонение пучка СИ от горизонтали для проведения рентгеновских измерений на жидкости. Схема реализована на двух плоских зеркалах полного внешнего отражения. Станция оснащена ленгмюровской ванной с контролируемой газовой средой и антивибрационной системой.

 

1.1. Метод стоячих рентгеновских волн XRSW

Исследования тонкопленочных систем методом стоячих рентгеновских волн основаны на одновременной регистрации рентгеновского отражения и выхода вторичного излучения (например, характеристической флуоресценции), возникающего при неупругом рассеянии рентгеновских лучей в условиях полного внешнего отражения. В данных условиях в образце формируется отраженная волна большой амплитуды. Главная идея метода заключается в том, что форма угловой зависимости выхода вторичного излучения строго зависит от положения атомов — источников вторичного излучения. Это дает принципиальную возможность получать информацию о положении атомов определенного сорта внутри пленки напрямую, анализируя экспериментальные угловые зависимости выхода вторичного излучения.

 

1.2. Метод рентгенофлуоресцентного анализа в геометрии полного внешнего отражения TXRF

Данный высокочувствительный метод позволяет определять содержание следовых элементов в микроколичествах исследуемых образцов. Характеристические спектры флуоресцентного излучения от образца регистрируют при фиксированном угле падения меньше критического угла полного внешнего отражения для подложки. Благодаря тому, что в условиях полного внешнего отражения падающее излучение практически не проникает в подложку, интенсивность фонового излучения удается значительно уменьшить, что позволяет существенно повысить отношение сигнал/шум и значительно расширить пределы обнаружения химических элементов в образце.

 

1.3. Рентгеновская дифракция в скользящей геометрии GID

Рентгеновский пучок падает на поверхность подложки (воды) под малым углом, меньше критического угла полного внешнего отражения. В условиях полного внешнего отражения рассеяние излучения на особенностях подложки (воды) минимизируется и благодаря этому многократно увеличивается отношение сигнал/шум. Такое улучшенное отношение сигнал/шум дает возможность проводить измерения слабого сигнала дифракционного рассеяния от кристаллического монослоя. Рентгеновский детектор перемещается по дуге в плоскости поверхности жидкости, что позволяет измерять картину дифракционного рассеяния для разных значений вектора рассеяния.

 

2. Образцы

 

Тонкие пленки на поверхности жидкости, твердотельные многослойные образцы

 

3. Основные параметры станции

 

 

 

Видеосюжет. Экспериментальные станции «КИСИ-Курчатов». ЛЕНГМЮР

 

 

Видеостудия НИЦ "Курчатовский институт"