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Linha de Luz Quati

QUATI (Quick X-Ray Absorption Spectroscopy for Time and space resolved experiments) é uma linha de luz dedicada a experimentos de espectroscopia de absorção de raios X (XAS) de alta qualidade com resoluções temporal e espacial.

Espectros de XANES (X-Ray Absorption Near Edge Structure) e EXAFS (Extended X-Ray Absorption Fine Structure) estarão disponíveis entre 4,5 e 35 keV (cobrindo as bordas K de Titânio a Xenônio e outros elementos com bordas L).  

O alto brilho do anel síncrotron de quarta geração SIRIUS, combinado com o conceito óptico da linha de luz, permitirá a realização de medições resolvidas no tempo com resolução temporal até subsegundos.

O tamanho do feixe será variável de 15 x 10 μm2 a 5 x 0,6 mm2. Materiais heterogêneos e sensíveis ao feixe se beneficiarão amplamente da flexibilidade de tamanho.

Além disso, com o alto fluxo alcançado nesta linha de luz, será possível estudar a estrutura de materiais em altas temperaturas sob fluxo de gás ou pressão em condições in situ/operando, beneficiando áreas como catálise, ciência dos materiais, nanotecnologia, ciências ambientais e ciências da vida…  

Vários ambientes de amostra, como forno (com amostras em pó ou em pastilha), célula eletroquímica, criostato e diversos suportes de amostras ex situ estarão disponíveis.

A linha de luz também pode acomodar suportes de amostras trazidos pelos usuários. Além disso, a linha de luz QUATI pretende combinar técnicas de raios X com outras técnicas para obter informações complementares em um único experimento. No estágio inicial da linha de luz, espectrometria de massas e espectroscopia Raman estarão disponíveis. Outras técnicas serão implementadas, como imageamento hiperespectral, difração de raios X, espectroscopia de emissão de raios X e espectrometria infravermelha.

CONTATO & EQUIPE

E-mail da Instalação: quati@lnls.br

Coordenação: Amelie C. Rochet
Tel.: +55 19 3517 5180
E-mail: amelie.rochet@lnls.br

Clique aqui  para mais informações sobre a equipe responsável por esta Instalação.

STATUS DA LINHA DE LUZ PARA A CHAMADA ATUAL

O comissionamento técnico está em estágio avançado e temos o prazer de anunciar a abertura da linha de luz Quati para receber propostas regulares na atual chamada do Sirius, com prazo de submissão até 8 de março de 2026. Estamos ansiosos para receber os usuários nesta primeira chamada.

Duas modalidades experimentais estão disponíveis:

  • [QUA_EVL1] Ex situ
  • [QUA_EVL2] IN SITU XAS (XANES and EXAFS) under GAS FLOW and TEMPERATURE

Cada proposta deve ser submetida em apenas uma dessas EVLs. Como a linha de luz está em fase de comissionamento, ela não irá operar com todas as suas capacidades de projeto. No entanto, com base no estágio atual do comissionamento, espera-se que as propostas aprovadas sejam realizadas nas seguintes condições:

  • Monocromador Si(111), faixa de energia de 5–25 keV
  • Medidas em transmissão
  • Medidas em fluorescência (atualmente em comissionamento e previstas para estarem disponíveis antes da execução das propostas)
  • Faixa de temperatura para amostras sólidas/em pó: da temperatura ambiente até 800 °C

No momento da execução das propostas, espera-se que os seguintes gases estejam disponíveis sob fluxo à pressão atmosférica:

  • Gases inertes (He ou N₂)
  • Ar / misturas de O₂
  • H₂ puro ou misturas H₂/He
  • Misturas de CO, CO/H₂, CO₂/H₂, hidrocarbonetos (CₓHᵧ)
  • Misturas de NO, NO₂, N₂O

Observação: estamos atualmente na fase final de instalação dos sistemas de manuseio e exaustão de gases. Durante esse período, os gases estão temporariamente restritos a gases não tóxicos e não inflamáveis. Esperamos que essas restrições sejam suspensas até o segundo semestre de 2026.

Algumas limitações adicionais podem se aplicar durante esta fase inicial de operação, mas serão progressivamente removidas à medida que o comissionamento avança e a operação rotineira se estabilize.

Pesquisadores interessados no uso da linha de luz devem entrar em contato com a equipe responsável antes de submeter uma proposta para discutir a viabilidade e os detalhes experimentais.

Para mais informações, entre em contato pelo e-mail: quati@lnls.br

LAYOUT & ELEMENTOS ÓTICOS

A Figura 1 apresenta o design óptico da linha de luz QUATI. A fonte primária de QUATI é uma superbend de 3,2 T, um dipolo permanente que gera raios X duros com uma energia crítica de 19,15 keV. Os principais elementos ópticos do projeto QUATI são um espelho colimador (M1), um monocromador de cristal duplo (DCM) e um espelho de focalização (M2).

Elemento Tipo Posição [m] Descrição
Fonte Dipolo magnético 0 3.2 T
M1 Primeiro espelho 15 Colimação vertical, 2.25 mrad. Espelho plano. Faixas de Rh, Pt, Si.
DCM Monocromador de duplo cristal 24 Monocromatização
M2 Segundo espelho 30 Focalização vertical e horizontal, 2.25 mrad. Espelho toroidal. Faixas de Rh, Pt.

PARÂMETROS

Parâmetro Valor Condição
Faixa de energia 4.5 – 12 keV
8 – 35 keV
Si (111)
Si (311)
Resolução de energia (ΔE/E) 10−4
10−5
Si (111)
Si (311)
Fluxo de fótons 1011 photons . s-1 @100 mA
1010 photons . s-1 @100 mA
Si (111)
Si (311)
Tamanho do feixe 15 x 10 μm2  até 5 x 0.6 mm2 Feixe menor em 45 m. Feixe maior em 48 m.

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