Laboratorium for heliumspredning
Institutt for fysikk og teknologi har unike fasiliteter for studier av materialer på atomskala.
Om
MaGiE (Molecular Beam Apparatus for Gas-Surface Interaction Experiments)
MaGiE er universitetets anlegg for atom- og molekylspredning, og brukes primært til eksperimenter med heliumatomspredning (Helium Atom Scattering, HAS). Instrumentet har en høyt spesialisert utforming, og det finnes bare et fåtall sammenlignbare anlegg i verden. MaGiE muliggjør svært overflatefølsomme målinger og gir informasjon om materialer som ikke kan oppnås med andre metoder.
Ved hjelp av en nøytral heliumstråle med lav energi (20–100 meV) kan vi undersøke et bredt spekter av materialer uten å skade prøvene, samtidig som vi får informasjon om overflatestrukturen på atomnivå.
MaGiE støtter også spektroskopi basert på uelastisk heliumatomspredning (time-of-flight-målinger), som gjør det mulig å studere overflatevibrasjoner som fononer og overflateakustiske bølger. Dette gir unik innsikt i materialegenskaper, blant annet bøyningsstivhet og bindingsenergi i ulike todimensjonale materialer.
Anlegget kan også brukes til atomdiffraksjon gjennom frittstående strukturer, noe som åpner for grunnleggende fysikkeksperimenter som svært få andre instrumenter kan gjennomføre.
NEMI (NEutral Helium Atom MIcroscopy)
NEMI er ett av kun fire skannende nøytrale heliummikroskoper (Scanning Neutral Helium Microscope, SHeM) i verden. Instrumentene er fortsatt på prototypestadiet, og Nanogruppen ved Universitetet i Bergen har hatt en sentral rolle i utviklingen av denne nye bildeteknologien.
NEMI er utviklet og bygget i Bergen, og er det eneste instrumentet i verden som benytter et fokuserende element, en såkalt Fresnel-sonesoneplate (Fresnel zone plate), til å forme bildestrålen. Alle andre eksisterende systemer benytter en løsning basert på pinhole-aperturer.
SHeM bruker en stråle av nøytrale heliumatomer til å danne bilder, noe som gir flere unike fordeler ved materialkarakterisering. Fordi heliumatomene ikke trenger inn i prøven, er bildedannelsen svært overflatefølsom. Få andre teknikker kan oppnå tilsvarende følsomhet for overflateegenskaper.
Avbildningen er dessuten fullstendig ikke-destruktiv, takket være de svært lave stråleenergiene, normalt mellom 20 og 100 meV. Siden heliumatomene er elektrisk nøytrale, oppstår det heller ingen ladningsoppbygging i prøven.
Kontakt
For mer informasjon om instrumentene, kontakt:
Prof. Bodil Holst