A câmara de amostra da linha de luz Soft Inelastic X-ray Scattering (SIX) no NSLS-II permite que os cientistas montem seus materiais em um suporte especial que pode ser girado e movido para o feixe de raios-X brilhantes. Crédito:Departamento de Energia dos EUA
Em 15 de julho, 2018, a linha de luz de dispersão de raios-X inelástica suave (SIX) na National Synchrotron Light Source II (NSLS-II) - um Departamento de Energia dos EUA (DOE) Office of Science User Facility no Brookhaven National Laboratory do DOE - deu as boas-vindas aos seus primeiros pesquisadores visitantes. SIX é uma estação experimental projetada para medir as propriedades eletrônicas de materiais sólidos por meio de raios-x ultrabright. Os materiais podem ter apenas alguns mícrons - um milionésimo de metro.
Os primeiros pesquisadores a tirar proveito das capacidades de classe mundial da SIX foram Jonathan Pelliciari e Zhihai Zhu, dois cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). O par usou SIX para estudar uma amostra de cromato, um material fascinante com novas aplicações em magnetismo, baterias, e catálise. Pouco se sabia sobre a estrutura eletrônica da amostra de cromato que a equipe do MIT estudou na SIX, e sua pesquisa visa desvendar as propriedades deste material. Para fazer isso, eles precisavam da sensibilidade atômica e resolução de energia da linha de luz SIX.
"Compreender a composição eletrônica deste cromato nos ajudará a determinar seu potencial para aplicações em eletrônicos supercondutores, "disse Zhu." Queríamos determinar se poderíamos transformar este material em um supercondutor. "
Os cientistas usaram uma técnica chamada espalhamento inelástico de raios-X ressonante (RIXS) para estudar as interações e a dinâmica dos elétrons em sua amostra.
"Nesta técnica, o feixe de raios-x é espalhado pelos elétrons do material, como uma bola branca quicando em cima de uma mesa de bilhar. Então, um detector capta os raios-x espalhados em diferentes ângulos, "disse Ignace Jarrige, cientista-chefe da linha de luz da SIX.
Ao analisar o ângulo, impulso, e energia dos raios-x, os cientistas podem descobrir como os elétrons do material se organizam e interagem.
A linha de luz Soft Inelastic X-ray Scattering (SIX) no NSLS-II é notável por seu braço espectrômetro de 15 metros de comprimento que está alojado em um prédio adjacente. O longo, o braço móvel permite ao SIX obter uma resolução de energia extremamente alta e revelar o movimento coletivo dos elétrons dentro de um material. Crédito:Departamento de Energia dos EUA
"SIX é uma linha de luz muito avançada, "disse Pelliciari." Eu trabalhei em outras linhas de luz RIXS, e SEIS, sendo projetado para alcançar alta resolução de energia, promete um resultado científico aprimorado. Ter essa alta resolução nos oferece uma visão altamente detalhada de nosso material e uma melhor compreensão de seu potencial. "
A SIX está entre as linhas de luz RIXS mais novas e avançadas do país. Ele é projetado para expandir os limites desses experimentos mais longe do que qualquer outro instrumento, e representa uma grande melhoria para a comunidade científica mundial.
"Depois de um processo de um ano de teste e preparação do SIX, ficamos entusiasmados por finalmente trabalhar com os primeiros usuários e colaborar em uma medição verdadeiramente empolgante, "disse Andi Barbour, cientista de linha de luz na SIX.
A cientista da Beamline Valentina Bisogni acrescentou, "A pesquisa do MIT nos permitiu testar as capacidades da linha de luz, a estabilidade de todos os seus componentes, o alinhamento da amostra, e seu controle de temperatura - tudo em paralelo. Foi uma experiência muito útil. "
"Queremos agradecer especialmente à equipe da SIX, pois nosso experimento e a ciência não estariam avançando sem eles, "disse Zhu." Nossa pesquisa feita na SIX foi uma verdadeira colaboração entre nós e os cientistas da linha de luz. "
A equipe SIX está ansiosa para hospedar mais pesquisadores visitantes, como SIX agora está aberto para operações gerais.
