MAXYMUS
MAgnetic X-raY Microscope with UHV Spectroscopy
MAXYMUS is a scanning transmission X-ray microscope (STXM) applying soft x-rays with tunable polarization (linear, circular) in the energy range between 200 eV and 1900 eV. MAXYMUS operates by focusing a coherent x-ray beam to a nanoscale spot which is scanned across the sample. To probe the local absorption, x-rays passing through the sample are measured for each point by a variety of available x-ray detectors including photomultiplier, avalanche diode or in-vacuum CCD camera. This allows to do element specific, chemically and magnetically sensitive imaging with resolutions <20 nm.
Anwendungsbeispiele:- X-ray microscopy
- Time-resolved magnetic imaging
- Nanospectroscopy for energy research
- NEXAFS imaging for environmental science
Methods
X-ray Microscopy, NEXAFS, XMCD, XMLD, Time-resolved absorption
Remote access
not possible
Beamline data | |
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Energy range | 200 - 1900 eV |
Energy resolution | > 5 000 |
Flux | 200 eV - 1000 eV: ~ 1013 Ph/sec/100mA |
Polarisation | Horizontal, Vertical, Circular positive, Circular negative |
Focus size (hor. x vert.) |
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Phone | +49 30 8062 14762 |
Weitere Details | UE46_MAXYMUS |
Station data | |
Temperature range |
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Pressure range |
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Detector |
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Manipulators |
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Sample holder compatibility |
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Additional equipment |
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zeitliche Auflösung |
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(MAgnetic X-raY Microscope with UHV Spectroscopy) ist ein Rasteröntgenmikroskop (STXM), das als stationäres Experiment am Undulator-Strahlrohr UE46-PGM2 aufgebaut it. MAXYMUS wurde in Kooperation von BESSY II und der Max Planck Gesellschaft im Jahr 2009 aufgebaut unter der Leitung von Prof. Dr. Gisela Schütz, Leiterin der Abteilung "Moderne Magnetische Systeme" und Direktorin am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart.
Das Prinzip von MAXYMUS ist, einen Strahl kohärenter Röntgenstrahlen auf einen Durchmesser von Nanometergröße zu bündeln und eine Probe mit diesen Stahlfleck abzutasten. Die Röntgenabsorption in der Probe wird mit einer Reihe von Röntgendetektoren (Photovervielfacher, Lawinendioden, Vakuum- CCD Kamers) gemessen, die für jeden beleuchteten Punkt messen, wieviel Licht die Probe durchdringt..
Damit wird es möglich, Röntgenspektroskopische Methoden zu benutzen um elementspezifische und chemisch oder magnetisch empfindliche Mikroskopie mit Auflösungen von unter 20 nm durchzuführen.
MAXYMUS ist seit seinen Übergang in den Nutzerbetrieb im Jahr 2011 kontinuierlich Weiterentwickelt worden und ist offen für Strahlzeitanträge externer Nutzer.
Das MAXYMUS Mikroskop ermöglicht es Nutzern, XMCD und NEXAFS als Kontrastmechanismen zur Bildgebung und zur Spektroskopie auf der Nanometerskala im Weichen Röntgenbereich (200- 1900 eV) zu benutzen. Zu untersuchende Proben sind bevorzugt transparent für weiche Röntgenstrahlen (mit Dicken von 10nm zu 1 um), es können jedoch auch Bulk Proben mittels Probenstrommessung untersucht werden.
Neben konventioneller Mikroskopie gibt es die Möglichkeit Spektroskopie auf Punkte, Linien oder Bilderserien anzuwenden. Letztere geben die Möglichkeit, Absorptionsspektren aus beliebigen Regionen nachträglich zu extrahieren. Insbesondere für magnetische Messungen kann die Probe auch zur Strahlrichtung rotiert werden, was Abbildung des Magnetismus in der Ebene der Probe mittels XMCD ermöglicht.
Das Mikroskop ist außerdem mit einem vollständigen Aufbau für zeitaufgelöste Messungen via Pump-and-Probe ausgestattet. Dies ermöglicht es insbesondere magnetische Phänomene im Bereich der Nano bis Picosekunden zu untersuchen. Hierbei werden die Röntgenphotonen mittels eines Lawinendiode individuell erkannt und zeitlich sortiert. Die Anregung von Proben kann mit Frequenzen von 250 kHz bis über 30 GHz erfolgen. Ausgefeilte Synchronisation mit dem Speicherring gibt Nutzern volle Kontrolle über die Wiederholraten und Zeitauflösungen. Eine Kombination von Zeitauflösungen von <100ps (<20ps in low-alpha Modus) und <20nm Ortsauflösung sind in realen Nutzerexperimenten möglich.
Für niedrige Photonenenergien ermögliche ein hocheffizienter Detektor auf Basis von Photovervielfacherröhren Messungen bis zur Schwefel K-Kante. Zusammen mit dem hohen Fluss des Strahlrohrs ermöglicht dies schnelle Messungen selbst in single-bunch Modus von BESSY.