Laboratório Nacional
de Luz Síncrotron

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VISÃO GERAL

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SOBRE A LINHA DE LUZ


Atenção! Esta linha de luz não está atualmente disponível para usuários.

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


Coordenador da Linha de Luz: Douglas Galante
Email do Coordenador: douglas.galante@lnls.br

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 não está disponível para usuários.

Chamados de submissão de propostas são abertos usualmente duas vezes ao ano, um para cada semestre. Todas as propostas de pesquisa acadêmica precisam ser submetidas eletronicamente através do portal SAU Online. Saiba mais sobre o processo de submissão de propostas aqui.

 

 

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.