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Linha de Luz PGM

The PGM (Planar Grating Monochromator) beamline is an experimental station dedicated to X-ray Spectroscopy in the soft X-rays (100 to 1500 eV) energy range, with applications to the study of the electronic, magnetic and structural properties of materials. It is well equipped with in-situ preparation facilities, making it particularly suited for surface science and thin films characterization. In addition to that, it is offers instrumentation for microscopy and photoemission on liquids.

PGM’s source is an elliptical polarization undulator with a 50 mm period (EPU50), which allows the photon polarization to be switched among linear horizontal, linear vertical or circular polarization. Its optics is based on a standard planar grating monochromator (PGM) equipped with a 1500 l/mm variable line spacing (VLS) diffraction grating. It serves two branches that operate independently but not simultaneously.

The beamline provides several experimental end stations to users. Systems are available for X-ray absorption and its variants (linear and circular dichroism), photoemission (XPS and ARPES), photoemission microscopy (PEEM), XPS on liquids and soft X-ray diffraction.

Furthermore, the beam line is equipped with a full featured in-situ preparation system, which allows the user to grow thin films and heterostructures by molecular beam epitaxy (MBE) with thermal evaporators and by pulsed laser deposition (PLD). The samples can then be transferred under ultra-high vacuum conditions and be characterized by the techniques available at the beam line.

CONTATO & EQUIPE

Para mais informações sobre a linha de luz, entre em contato.

TÉCNICAS EXPERIMENTAIS

As técnicas e configurações experimentais a seguir estão disponíveis nesta linha de luz. Para saber mais sobre as limitações e requerimentos das técnicas, contate o coordenador da linha de luz antes de submeter sua proposta.

  • ABSORÇÃO DE RAIOS X (XAS)
  • FOTOEMISSÃO DE RAIOS X (XPS)
  • FOTOEMISSÃO COM RESOLUÇÃO ANGULAR (ARPES)
  • MICROSCOPIA POR EMISSÃO DE FOTOELÉTRONS (PEEM)
  • DICROISMO CIRCULAR MAGNÉTICO DE RAIOS X (XMCD)

LAYOUT & ELEMENTOS ÓTICOS

Elemento Tipo Posição [m] Descrição
Source Insertion Device Insertion Device U11A, APPLE II Elliptical Polarization Undulator (EPU50), built in-house, 50 mm period, 2.73 m long
M1 Toroidal mirror 13 Au coated; water cooled
M2-G Monochromator 15 Au coated plane mirror and 1500 l/mm VLS grating
ES Exit slit 22
M3a, M3b Refocussing toroidal mirrors 29 Au coated; used to switch between branches

PARÂMETROS

Parâmetro Valor Condição
Energy range [keV] 103 – 1500 eV Linear horizontal polarization
Energy range [keV] 192 – 1500 eV Linear vertical polarization
Energy range [keV] 127 – 1500 eV Circular polarization
Resolving power [E/ΔE] 1000 – 25000
Beam size at sample [mm2, FWHM] 0.1 x 0.5 Vertical x horizontal
Flux at sample [ph/s] 1011– 1013

INSTRUMENTAÇÃO

Instrumento Tipo Modelo Fabricante Especificações
Superconducting Magnet ± 4T along the beam direction. Sample temperature between 10 and 420 K Cryomagnetics Inc.
Electron Analyzer Phoibos 150 SPECS 150 mm radius hemispherical analyzer; CCD detector Energy resolution ~2.5 meV; Angular resolution ~0.1 degree; Sample manipulator with six degrees of freedom; Sample temperature between 15 and 420 K. SPECS
Photoelectron Microscopy P 90 SPECS Fields of view from 100 down to 0.7 µm; Sample temperature from 90 up to 1400 K during measurements; Some possibilities for in-situ preparation (Ar sputtering and e-beam evaporation). SPECS
Electron Analyzer for liquids sample Scienta
Diffractometer 4 degree of freedom diffractometer LNLS in-house development

CONTROLE E AQUISIÇÃO DE DADOS

Todos os controles da linha de luz são feitos através do EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System), rodando em um PXI da National Instruments. A aquisição de dados é feita usando uma estação de trabalho Red Hat com o Py4Syn, desenvolvido no LNLS pelo grupo SOL. CSS (Control System Studio) é usado como uma interface gráfica para exibir e controlar os dispositivos da linha de luz. Os sistemas da SPECS Gmbh rodam através do software da fabricante.

COMO CITAR ESTA INSTALAÇÃO

Usuários devem declarar a utilização das instalações do LNLS em qualquer publicação, como artigos, apresentações em conferências, tese ou qualquer outro material publicado que utilize dados obtidos na realização de sua proposta.

PUBLICAÇÕES

PGM

Abaixo está disponível a lista de artigos científicos produzidos com dados obtidos nas instalações desta Linha de Luz e publicados em periódicos indexados pela base de dados Web of Science.

Atenção Usuários: Dada a importância dos resultados científicos anteriores para a processo geral de avaliação das propostas, recomenda-se que os Usuários verifiquem e atualizem suas publicações no portal SAU Online. 


Faria, M. V. G. ;Soares, E. A.;Antoniazzi, I. ;Paniago, R.M.;Miwa, R. H.;Lopes, J. M. J.;Malachias, A.;Oliveira Jr., M. H.. Experimental evidence of a mixed amorphous-crystalline graphene/SiC interface due to oxygen-intercalation, Surfaces and Interfaces, v.30, p. 101906, 2022. DOI:10.1016/j.surfin.2022.101906


Brandão, J. ;Dugato, D. A. ;Santos, M. V. P. dos;Béron, F.;Cezar, J. C.. Tuning isolated zero-field skyrmions and spin spirals at room-temperature in synthetic ferrimagnetic multilayers, Applied Surface Science, v. 585, p.152598, 2022. DOI:10.1016/j.apsusc.2022.152598


Savi, E. de L. ;Muniz, R. F. ;Silva, Jr., A. A. da ;Schiavon, G. J. ;Berrar, J. W. ;Estrada, F. R.;Schio, P.;Cezar, J. C.;Rohling, J. H.;Zanuto, V. S. ;Bento, A. C.;Medina Neto, A.;Nunes, L. A. de O.;Baesso, M. L.. Thin-film of Nd3+-Yb3+ co-doped low silica calcium aluminosilicate glass grown by a laser deposition technique, Journal of Applied Physics, v.131, n.5, p. 055304, 2022. DOI:10.1063/5.0067794


Annese, E.;Alí, A.;Barreto, J.;Felix, G. ;Stavale Jr. , F. L.. Unraveling hausmannite (Mn3O4) thin films surface structure by X ray linear dichroism, Applied Surface Science, v.578, p.151944, 2022. DOI:10.1016/j.apsusc.2021.151944


Hurtarte, I. C. C.; Amorim, H. C. S. ; Kruse, J.; Cezar, J. C.; Klysubun, W. ; Prietzel, J.. A Novel Approach for the Quantification of Different Inorganic and Organic Phosphorus Compounds in Environmental Samples by P L-2,L-3-Edge X-ray Absorption Near-Edge Structure (XANES) Spectroscopy, Environmental Science & Technology, v. 54, n, 5, p. 2812-2820, 2020. DOI:10.1021/acs.est.9b07018


Annese, E.; Mori, T. J. A.; Schio, P.; Rache Salles, B.; Cezar, J. C.. Fe-Phthalocyanine Nanoclusters on La0.67Sr0.33MnO3 Ferromagnetic Substrate for Spintronics Application, ACS Applied Nano Materials, v. 3, n. 2, p. 1516-1525, 2020. DOI:10.1021/acsanm.9b02319


Yelpo, C. ; Favre, S. ; Ariosa, D.. Detection by XRD of hidden defects in epitaxial Bi2Sr2CaCu2O8 thin films grown by PLD, Materials Chemistry and Physics, v. 239, p. 122020, 2020. DOI:10.1016/j.matchemphys.2019.122020


GALERIA DE FOTOS

PGM: Visão Geral / Overview



Português:
Visão geral das estações experimentais da Linha de Luz PGM.

English:
Overview of the experimental stations of the PGM beamline.

PGM: Túnel de Transferência / Transference Tunnel



Português:
Túnel de transferência sob ultra alto vácuo.

English:
Transference Tunnel under ultra-high vacuum.

PGM: PEEM



Português:
Microscópio de Fotoemissão (PEEM).

English:
Photo-electron Emission Microscope (PEEM).

PGM: Visão Geral / Overview



Português:
Visão geral das estações experimentais da Linha de Luz PGM.

English:
Overview of the experimental stations of the PGM beamline.

PGM: ARPES



Português:
Estação de fotoemissão com resolução angular (ARPES).

English:
Angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) station.

PGM: PLD



Português:
Sistema de deposição de filmes por laser pulsado (PLD, Pulsed Laser Deposition).

English:
Pulsed Laser Deposition (PLD) system.

PGM: PLD



Português:
Sistema de deposição de filmes por laser pulsado (PLD, Pulsed Laser Deposition)

English:


Pulsed Laser Deposition (PLD) system.