Ответственные за установку:

Лукин Евгений Валерьевич
тел. +7(49621) 6-20-47
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Основные направления исследований:

1. Кристаллическая структура материалов в широком диапазоне давлений.
2. Изменение магнитной структуры материалов при высоком давлении.
3. Исследование кристаллической и магнитной структуры соединений с малым объемом методом нейтронной дифракции в широком температурном диапазоне.
4. Фазовый анализ микрообразцов.

Общий вид установки

Окружение образца

Описание установки:

Нейтронная дифракция является мощным методом, который позволяет получать информацию как о кристаллической структуре, так и о магнитных свойствах вещества. Исследования при высоких давлениях являются единственным прямым методом контролируемого изменения физических свойств за счет вариации межатомных расстояний и валентных углов. Такие исследования дают уникальную возможность изучения структурного аспекта формирования физических свойств соединений, в том числе и магнитных.

Коллектив Лаборатории нейтронной физики им. И.М.Франка ОИЯИ (г. Дубна, Россия имеет более чем двадцатилетний опыт разработки методов рассеяния нейтронов при высоком давлении. В последние годы был разработан новый дифрактометр с высокой светосилой ДН-6, сочетающий в себе более высокий поток падающих нейтронов и широкую апертуру детекторной системы. Дифрактометр ДН-6 включает в себя прерыватель пучка нейтронов, сфазированный с импульсом реактора, изогнутый нейтроновод на суперзеркалах с параболической фокусирующей секцией для обеспечения высокого потока нейтронов на образце, а также детекторную систему с большим телесным углом, что позволяет проводить нейтронографические эксперименты с необычайно малыми объемами (около 0.01 мм³) исследуемых образцов. Камеры высокого давления с сапфировыми и алмазными наковальнями используются на специализированном нейтронном дифрактометре ДН-6 для исследования микрообразцов. Доступный диапазон давлений простирается до 50 ГПа.

Эксперименты на дифрактометре проводятся в аксиальной геометрии, когда падающий коллимированный пучок нейтронов проходит сквозь наковальню из монокристалла сапфира и рассеивается на образце. Рассеянные нейтроны регистрируются отдельно каждым из счетчиков детекторного кольца. Для получения низких температур используется гелиевый рефрижератор замкнутого цикла. Камера высоких давлений загружается в криостат, что позволяет детально исследовать структуры и магнитные фазовые диаграммы широкого круга объектов при различных температурах и давлениях.

Основные характеристики:

Поток нейтронов на образце (метод активации золотых фольг)	~3.5 × 107 n/см2/с
Характерная длина пролета TOF	30.5 м
Достигаемые dhkl Угол рассеяния 2q = 90°: Угол рассеяния 2q = 42°:	0.5–5.7 Å 1.8–11.2 Å
Разрешение Dd/d (для d = 2 Å) на 2q= 90°: на 2q = 42°:	0.025 0.030
Типичное время экспозиции: Образец при нормальных условиях, V~50 мм3 Образец в камере высокого давления              с сапфировыми наковальнями , V~1 мм3 Образец в камере высокого давления              с алмазными наковальнями, V~0.01 мм3	0.1 ч 2–4 ч   20–40 ч
Достигаемые в эксперименте давления Камера высокого давления с сапфировыми наковальнями Камера высокого давления с алмазными наковальнями	12 ГПа   50 ГПа
Диапазон температур Криостат на базе гелиевого рефрижератора	5–320 K

Окружение образца:

1. Криостат на основе гелиевого рефрижератора замкнутого цикла. Температурный диапазон 4-320 K.
2. Ячейки высокого давления, основанные на технологии сапфировых и алмазных наковален.

Публикации:

1. Kozlenko D.P., Kichanov S.E., Lukin E.V., Savenko B.N. "The DN-6 Neutron Diffractometer for High-Pressure Research at Half a Megabar Scale", Crystals, 8(8), 331 (2018). doi: 10.3390/cryst8080331
2. P. Kozlenko, S.E. Kichanov, E.V. Lukin, B.N. Savenko “High-Pressure Neutron Diffraction Study of the Crystal and Magnetic Structure of Materials at the Pulsed Reactor IBR-2: Current Opportunities and Prospects” Crystallography Reports, 66, 2, 303-313 (2021)
3. P. Kozlenko, O.N. Lis, S.E. Kichanov, E.V. Lukin, N.M. Belozerova, B.N. Savenko “Spin-induced negative thermal expansion and spin–phonon coupling in van der Waals material CrBr3”, npj Quantum Materials, 6, 1, 1-5 (2021)
4. O. Golosova, D.P. Kozlenko, E.V. Lukin, S.E. Kichanov, B.N. Savenko, ‘High pressure effects on the crystal and magnetic structure of 160Gd metal’, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 540, 168485 (2021)
5. Kozlenko D.P., Dubrovinsky L.S., Kichanov S.E., Lukin E. V., Cerantola V., Chumakov A. I., SavenkoB. N. Magnetic and electronic properties of magnetite across the high pressure anomaly, Scientific reports. V. 9. P. 1. (2019) 
6. P. Kozlenko, V. Yu. Yushankhai, R. Hayn, M. Richter, N.O. Golosova, S.E. Kichanov, E.V. Lukin, B.N. Savenko “Pressure-induced structural transition and antiferromagnetism in elemental terbium”, Physical Review Materials, 5, 3, 034402 (2021)