Neutronen-Spektroskopie: Neues Detektormodul MultiFLEXX verzehnfacht Zählrate
Der MultiFLEXX-Detektor. Bild. HZB © HZB
Messung der Gitterschwingungen in SrTiO3 mit dem neuen Detektor MultiFLEXX. Die Verbindung zählt zu den thermoelektrischen Materialien, die am HZB untersucht werden. © HZB
Am Drei-Achsen-Spektrometer FLEXX an der Neutronenquelle BER II steht ein neues Detektormodul für den Nutzerbetrieb zur Verfügung. Es misst viele Winkel und mehrere Energieüberträge gleichzeitig und ermöglicht so, etwa zehnmal so viele Daten pro Stunde zu messen. Die Neutronen-Nutzer können so ihre Messzeit optimal nutzen.
Messzeit an einem Neutronen-Instrument ist für die Nutzer kostbar, denn für die Messung stehen meist nur wenige Tage zur Verfügung. Oft reisen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dafür aus anderen Ländern oder Kontinenten an Deswegen hat ein HZB-Team am Neutronen-Spektrometer FLEXX das neue Detektormodul MultiFLEXX entwickelt: damit lässt sich die Messzeit zehnmal effektiver nutzen. HZB-Teams und externe Nutzer haben den Detektor bereits in mehreren Experimenten erfolgreich eingesetzt.
Am Neutroneninstrument FLEXX werden magnetische Anregungen und Gitterschwingungen in Materialproben gemessen. Diese zeichnen sich oft durch eine charakteristische Beziehung aus Anregungsenergie und Streuwinkel aus. Ein Messpunkt am FLEXX misst genau einen Winkel und einen Energieübertrag und dauert, je nach Probe, einige Sekunden bis einige Minuten. Allerdings möchten Forscherinnen und Forscher natürlich möglichst viele Winkel und Energien vermessen.
Dies ermöglicht nun das neue Detektormodul MultiFLEXX in kurzer Zeit. Hier lassen sich 31 Winkel und fünf Energieüberträge gleichzeitig messen. MultiFLEXX setzt sich also aus 155 Einzel-Detektoren zusammen. Jeder hat zwar eine Zählrate, die etwa 5 bis 10 mal kleiner ist als für einen einzelnen Punkt am FLEXX. Dennoch wird die Messzeit mindestens um den Faktor 10 verkürzt.
Besonders interessant ist das für Nutzerinnen und Nutzer, die das Anregungsverhalten von Proben bei unterschiedlichen Temperaturen oder Magnetfeldern verfolgen wollen. Diese Fragestellungen lassen sich am FLEXX besonders gut untersuchen. Das Detektormodul MultiFLEXX wurde vom FLEXX-Team entwickelt und in der Werkstatt des HZB angefertigt.
Zur Publikation (Open Access)in Scientific Reports (2017): MultiFLEXX - The new multianalyser at the cold triple-axis spectrometer FLEXX, Felix Groitl, Rasmus Toft-Petersen, Diana Lucia Quintero-Castro, Siqin Meng, Zhilun Lu, Zita Huesges, Manh Duc Le, Svyatoslav Alimov, Thomas Wilpert, Klaus Kiefer, Sebastian Gerischer, Alexandre Bertin & Klaus Habicht.
DOI:10.1038/s41598-017-14046-z