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用戶動(dòng)態(tài)-祝賀中科院物理研究所完成基于相對(duì)論激光驅(qū)動(dòng)的超快X射線衍射系統(tǒng)的研制

2021-11-08 10:16:05 Kelsey

在超快時(shí)間尺度上獲得物質(zhì)的動(dòng)力學(xué)演化過(guò)程一直是人們努力的重要方向?;诩す獾入x子體相互作用產(chǎn)生的飛秒硬X射線源由于具有脈寬短、亮度高和源尺寸小等突出的優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用在瞬態(tài)微成像/相襯成像、時(shí)間分辨吸收譜學(xué)和X射線衍射等實(shí)驗(yàn)研究中。其中,激光泵浦--超快X射線衍射能為我們提供飛秒級(jí)時(shí)間尺度、亞埃級(jí)空間尺度上材料的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)信息。

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圖1. 超快X射線衍射裝置示意圖

中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心光物理實(shí)驗(yàn)室L05組博士研究生朱常青(指導(dǎo)教師為原物理所陳黎明研究員、現(xiàn)上海交通大學(xué)物理與天文學(xué)院教授),利用L05組的高脈沖能量(>100mJ)、低重頻(10Hz)激光器,研制了一套飛秒時(shí)間分辨的X射線衍射系統(tǒng)。該裝置工作在相對(duì)論的激光強(qiáng)度(2×1019 W/cm2)下,可以有效地激發(fā)高Z金屬材料的Kα射線,并且能夠通過(guò)優(yōu)化X射線多層膜反射鏡,進(jìn)一步提高X射線的聚焦強(qiáng)度。利用該裝置對(duì)SrCoO2.5薄膜樣品的瞬態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探測(cè),結(jié)果表明該裝置不僅可以用來(lái)分析樣品的超快動(dòng)力學(xué)行為,并且和KHz等小能量裝置相比對(duì)于不同的特殊應(yīng)用具有高度的靈活性。該裝置有望將來(lái)在物理、化學(xué)和生物領(lǐng)域的超快動(dòng)力學(xué)探測(cè)方面發(fā)揮重要作用。

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圖2. 在光泵浦下超快X射線衍射信號(hào)隨延時(shí)的變化:(a)泵浦光作用20ps后勞厄衍射斑的角移;(b)不同的泵浦-探針延時(shí),所對(duì)應(yīng)的光致拉伸度。

相關(guān)成果以“快速通訊”的形式發(fā)表于最近的Chinese Physics B上,并被選為該期的亮點(diǎn)文章。這也是該團(tuán)隊(duì)利用激光超快X射線源在成像和衍射應(yīng)用方面,最新獲得的創(chuàng)新成果。前序成果包括Rev. Sci. Instrum. 85 113304 (2014)、Chin. Phys. B 24 108701 (2015)等。

文章鏈接:http://cpb.iphy.ac.cn/EN/10.1088/1674-1056/ac0baf


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關(guān)于Montel的詳細(xì)介紹可參考我們之前的文章:X射線多層膜在靜態(tài)和超快X射線衍射中的應(yīng)用。


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