Laboratório Nacional
de Luz Síncrotron

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VISÃO GERAL

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SOBRE A LINHA DE LUZ


A linha TGM (Monocromador de Grade Toroidal) é uma estação experimental dedicada a técnicas espectroscópicas na região do ultravioleta e ultravioleta de vácuo e opera na faixa de energia entre 3 e 330 eV (ca. 400 – 4 nm). Nesta faixa de energia, é possível realizar estudos quanto à estrutura eletrônica e propriedades ópticas de sólidos, além de estudos de interesse atmosférico, astrofísico, astroquímico e astrobiológico.

A linha TGM foi a primeira a ser construída e disponibilizada para usuários no anel UVX do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, a partir de 1997. Esta é uma linha essencialmente de espectroscopia e é baseada em radiação de dipolo magnético, estando situada na saída D05A do anel UVX com um magneto de 1.67 T. Seu monocromador possui três grades toroidais e atualmente opera desde o visível, na região do azul (3 eV, ca. 400 nm) à região do ultravioleta profundo (330 eV, ca. 4 nm) em condições de ultra alto-vácuo. Para garantir a pureza no espectro, sem contaminações de harmônicos de segunda e terceira ordem, a linha possui um conjunto de filtros de gases, com bombeamento diferencial, que são os filtros de He, Ne, Ar e Ne ou suas misturas com cortes passa-baixa em 24.6, 21.6, 15.7 e 14.1 eV, respectivamente. Além dos filtros de gases, há um conjunto de filtros sólidos que são lâminas com menos de 200 mm de espessura de vidro (4.1 eV), quartzo (8.2 eV) e MgF2 (10.9 eV). Acima de 50 eV, a própria geometria da linha age como um filtro de harmônicos de ordens superiores.

Esta linha cobre uma importante faixa do espectro, sendo uma das poucas no mundo a operar nesta região em energia, em que podem ser realizados estudos relativos à absorção na região da borda K de elementos leves como o Li e na região das bordas L de elementos de interesse ambiental e da ciência dos solos como S, P, Cl e K. Na TGM é ainda possível realizar estudos quanto à estrutura eletrônica de semicondutores e isolantes, luminescência de sólidos, espectrometria de massa, estudos de fotodegradação e fotoionização de polímeros e biomoléculas, além da possibilidade de simular condições extremas como as condições espaciais e realizar estudos de interesse astroquímico, astrofísico e astrobiológico.

Os desenvolvimentos em andamento na TGM incluem a instalação e o comissionamento de um microscópio de fotoemissão (Photoemission Microscopy – PEEM), uma câmara dedicada a dicroísmo circular no ultravioleta, para estudos relacionados à biologia estrutural, e uma câmara dedicada a medidas ópticas em modos de excitação, emissão e resolvidos no tempo, incluindo uma montagem para medidas criogênicas.

CONTATO


Email da Linha de Luz: N/A

Telefone da Linha de Luz +55 19 3512 1140

Coordenador da Linha de Luz: Douglas Galante

Email do Coordenador: douglas.galante@lnls.br

Telefone do Coordenador: +55 19 3517 5081

Para mais informações sobre a equipe da Linha de Luz, confira a página da equipe aqui

LAYOUT


ELEMENTOS ÓTICOS

ElementoTipoPosição[m]Descrição
SOURCEBending Magnet-Bending Magnet D05 exit A (4°), 1.67T,
M1Toroidal focusing mirror-R = 93.23m
MonochromatorToroidal gratings, grazing incidence-Grating 1: 3 – 13 eV (Pt, 75 l/mm) Grating 2: 13 – 100 eV (Au, 200 l/mm) Grating 3: 100 – 330 eV (Au, 1800 l/mm)
M2Toroidal focusing mirrorR = 139.16m
M3Toroidal focusing mirrorR = 74.00m
Harmonics filtersGas and solidsDifferentially pumped ​gas filter (up to 24.59 eV) Solid state filters: Glass, quartz and $ \rm MgF_{2}$ windows

PARÂMETROS

ParâmetroValorObs. | Condição
Energy range [eV]3 - 330-
Energy resolution [$ \Delta$E/E]500 -700effective
Beam size at sample [$ \rm mm^{2}$, FWHM]1.02mm X 0.5mm
Flux density at sample [ph/s/$ \rm mm^{2}$]$ 10^{9}$at 10 eV
Flux density at sample [ph/s/$ \rm mm^{2}$]$ 5 \times 10^{11}$whitebeam
Polarization control-Entrance polarization slits (upper and lower)
to use natural polarization.

INSTRUMENTAÇÃO

InstrumentoTipoModeloEspecificaçõesFabricante
DetectorPhotomultipliersR928 R316 R594-Hamamatsu
Detector PhotodiodesAXUV/SXUV100-International Radiation Detectors (IRD) 
DetectorSilicon Photomultiplier (Si-PM)S13360-3025CS-Hamamatsu
DetectorEmission spectrographQE65000-Ocean optics
DetectorTotal electron Yield (TEY)6514 and 6485-Keithley
DetectorVUV ionization chamber---
EspectrômetroMicro-Raman para medidas fora da linhainViaLasers de excitação: 532, 633 e 785nm; Detector: CCD; Sistema de mapeamento 2D e 3D; Sondas de fibra ótica para medidas de processos; Objetivas de 5, 20, 50 e 100X; Cela de temperatura Linkam (-196°C – 600°C)Renishaw

CONTROLE E AQUISIÇÃO DE DADOS

The beamline is controlled by EPICS, under Linux based systems, with most of the scripts in Python and a user-friendly graphic interface.

 

REQUISIÇÃO DE TEMPO DE FEIXE

Atualmente, esta linha de luz aceita propostas apenas para projetos de longo prazo. Entre em contato com o coordenador da linha para detalhes adicionais.

 

FOTOS

TGM: Estações de Trabalho / Workstations



Português:
Estações de trabalho para Usuários.

English:
Workstation for Users.

TGM: Visão Lateral / Lateral View



Português:
Vista lateral da Linha de Luz TGM.

English:
Lateral view of the TGM beamline.

TGM: Visão Geral / Overview



Português:
Visão geral da linha de luz TGM.

English:
Overview of the TGM beamline.

TGM: Câmara Padrão / Standard Chamber



Português:
Câmara Padrão.

English:
Standard Chamber

TGM: Grade de Difração / Diffraction Gratings



Português:
Grade de Difração no Monocromador.

English:
Diffraction gratings in the Monocromator.

TGM: Monocromador / Monochromator



Português:
Monocromador.

English:
Monochromator.

TGM: Medidas Ópticas / Optical Measurements



Português:
Aparato para medidas ópticas.

English:
Optical measurement apparatus.

TGM: micro-Raman



Português:
Espectrômetro micro-Raman Renishaw in-Via para medidas fora da linha.

English:
Renishaw inVia micro-Raman spectrometer for off-line measurements.

TGM: mapeamento Raman 2D / 2D Raman mapping



Português:
Exemplo de mapeamento Raman 2D de óxido de ferro em um microfóssil.

English:
Example of a 2D Raman mapping of iron oxide on a microfossil.

TGM: mapeamento 3D / 3D mapping



Português:
Exemplo de mapeamento 3D (energia de excitação x comprimento de onda de emissão x intensidade de emissão) da região do band gap de um aluminato de estrôncio dopado com terras raras.

English:
Example of a 3D mapping (excitation energy x emission wavelength x emission intensity) around the optical band gap of a rare earth doped strontium aluminate.

TGM: Espectro de excitação / Excitation spectrum



Português:
Espectro de excitação ao redor do band gap óptico de um aluminato de estrôncio dopado com terras raras.

English:
Excitation spectrum around the optical band gap of a rare earth doped strontium aluminate.

TGM: Espectros de emissão / Emission spectra



Português:
Espectros de emissão de um aluminato de estrôncio dopado com terras raras, excitados em diferentes energia no ultravioleta de vácuo.

English:
Emission spectra of a rare earth doped strontium aluminate, excited in the vacuum ultraviolet energy range.

TGM: Curvas de decaimento persistente / Persistent decay curves



Português:
Curvas de decaimento persistente de um aluminato de estrôncio dopado com terras raras, excitadas acima e na posição do band gap do material.

English:
Persistent decay curves of a rare earth doped strontium aluminate, excited above and at the material band gap position.