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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

Prazo para submissão: 15/09/2026

Prezados usuários, para nossa segunda chamada de propostas, estão disponíveis três modalidades experimentais:

  • Ex situ (QUA_EXP1)
  • In situ com controle de temperatura e gás (QUA_EXP2)
  • In situ com potenciostato (QUA_EXP3)

Cada proposta deverá ser submetida em apenas uma dessas modalidades.

No atual estágio da linha de luz, os experimentos podem ser realizados nas seguintes condições:

  • 5,6 a 35 keV – a faixa de 25 a 35 keV está atualmente em fase de comissionamento
  • Medições em transmissão
  • Medições em fluorescência
  • Forno para medidas em temperatura controlada de amostras sólidas/pós: da temperatura ambiente até 800 °C
  • Medições em baixa temperatura (criostato de LN₂ – até aproximadamente 80 K) – atualmente em fase de comissionamento
  • Medições sob fluxo de gás ou vapor (por meio de fluxo de gás através de um saturador

No momento da realização das propostas, espera-se que os seguintes gases estejam disponíveis para medidas em fluxo e à pressão atmosférica:

  • Gases inertes (He ou N₂);
  • Misturas de ar/O₂;
  • H₂ puro ou misturas H₂/He;
  • Misturas contendo CO, CO/H₂, CO₂/H₂ e hidrocarbonetos (CₓHᵧ);
  • Misturas de NO, NO₂ e N₂O.

Por favor, observe que o sistema de distribuição de gases e de exaustão encontra-se atualmente em fase final de instalação. Durante esse período, o uso de gases está temporariamente restrito a gases não tóxicos e não inflamáveis. Esperamos que essas restrições sejam suspensas no primeiro semestre de 2027.

  • Com potenciostato: está disponível uma célula eletroquímica para XAS em fluorescência. Os usuários também são bem-vindos a trazer seus próprios dispositivos experimentais (por exemplo, célula eletroquímica, bateria, …).

Algumas limitações adicionais podem se aplicar durante esta fase inicial de operação, mas elas serão progressivamente eliminadas à medida que o comissionamento avançar e a operação de rotina se estabilizar.

Os pesquisadores que pretendem submeter uma proposta devem entrar em contato previamente com a equipe da linha de luz para discutir a viabilidade do experimento 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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