Das Instrument
Hier stellen wir das Konzept für das erste kommerzielle MeV-UED-Instrument vor. RI-Bornite macht ultraschnelle Elektronenbeugung mit MeV-Energien auch für Anwender zugänglich, die nicht über die umfangreichen Ressourcen zum Bau eigener Teilchenbeschleuniger verfügen.
Seit über 30 Jahren bauten wir bei RI einzigartige Geräte für die wissenschaftliche Gemeinschaft. So können wir die MeV-UED Technik aus Großforschungseinrichtungen für einen breiten Nutzerkreis verfügbar machen. Bei der Entwicklung dieses Instruments standen Robustheit und Benutzerfreundlichkeit im Vordergrund, wobei wir auf Bausteine zurückgegriffen haben, die sich an weltweit führenden Forschungseinrichtungen bewährt haben. Gleichzeitig bietet RI-Bornite umfangreiche Flexibilität für kundenspezifische Anpassungen, etwa bei der Probenumgebung (fest, flüssig oder gasförmig), den Detektoren (EMCCD oder Hybrid-Pixel) und der Diagnostik (Elektronen-Spektrometer). Auch Erweiterungen bis zum aktuellen Stand der Forschung, wie z.B. Pulskompression und THz-Streaking sind möglich.
Moderne Nano‑ und Quantensysteme benötigen Informationen über Atome und ihre Dynamik auf atomarer Skala in Raum (~1 Å) und Zeit (~100 fs). Dies erfordert ultraschnelle zeitaufgelöste Experimente. RI bietet ein Megaelectronvolt‑Ultrafast‑Electron‑Diffraction‑(MeV‑UED)‑Instrument als Komplettsystem an. Unser Instrument bietet einen hochhellen Elektronenstrahl (ε = 0,5 mm ⋅ mrad), eine flexible Probenumgebung, ein Femtosekunden‑Lasersystem (Δt ≈ 50 fs) mit Pump‑ (IR) und Probe‑ (UV) Zweigen sowie geeignete Detektoren.
Sprechen Sie mit uns, um das Instrument nach Ihren Anforderungen zu konfigurieren.
Das Konzept
RI-Bornite
Konzeptentwurf des RI-Bornite-MeV-UED-Systems, der links die 2,5-Zellen-HF-Photokanone zusammen mit dem Klystron und dem Modulator, hinten das Femtosekunden-Lasersystem und vorne die Probenkammer zeigt. Rechts sind die beiden Detektoren zu sehen, und hinten rechts befinden sich die Elektronikracks für Vakuum, Diagnostik, Probenbewegung und das Steuerungssystem.
Auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten
Damit unsere Kunden dieses neue Gerät optimal nutzen können, bieten wir umfangreiche Anpassungsmöglichkeiten, darunter:
- Probenumgebungen (fest, flüssig oder gasförmig)
- Detektoroptionen (EMCCD oder Hybrid-Pixel)
- Diagnosekonfigurationen
Konfigurationsbeispiel
3D-Modell der 2,5-Zellen-RF-Photokanone, die als Elektronenquelle für ultrakurze Elektronenpakete verwendet wird.
Phasenraumdiagramme, die die Entwicklung des Elektronenpakets nach dem Verlassen der Gun (z = 0,2 m), bei der Lochblende (z = 0,57 m) und beim Sample (z = 1,15 m) zeigen.
Elektronenstrahldurchmesser x in Abhängigkeit von der Ausbreitungsdistanz z für unsere 2,5-Zellen-Kanone bei drei verschiedenen Beschleunigungsfeldern (57 / 80 / 120 MV/m) im Vergleich zur SLAC MeV-UED-Gun.
Das Ziel
Quantitative Informationen über Nano-, Energie- und Quantenmaterialien auf atomarer Ebene in Raum und Zeit. Eine Ergänzung oder Alternative zu XFELs, die zu teuer und schwer zugänglich sind.
Unsere Lösung
Elektronenbeugung mit MeV-Strahlen. RI bietet die ultraschnelle MeV-Elektronenbeugung als kommerzielles Gerät an. Laserpumpe, Elektronensonde, HF-Beschleuniger mit etwa 1–5 MeV.
Ihr Vorteil
- Atomauflösung (MeV → Zugang zu hohen Bragg-Peaks).
- Ultraschnelle Zeitskalen (<100 fs).
- Breite Probenkompatibilität: Feststoffe (einschließlich Kryo), Flüssigkeiten und Gase.
- Wissenschaftliches Fachwissen gebündelt in einem einzigen kommerziellen, betriebsbereiten Gerät.
Die Konkurrenz
Ziel: „Die Hälfte der Kosten einer Synchrotron-Strahlführung“ – etwa 5 Mio. €. Erfordert Strahlenschutz, Wechselstromversorgung und Reinraumfläche.
XFEL: wenige Mrd. €.
TEM: Nanosekundenauflösung, nur ultradünne Proben.
Selbstgebaute Systeme: zu komplex.
Wir helfen gerne weiter!
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