G4-4 Two Axis Diffractometer for Elastic Diffuse Scattering


Photo du spectromètre.

General description:
Beam tube : Cold neutron Guide G4
Monochromators : Graphite, 5 slabs (80x30x2mm), vertical focussing (Mosaicity 0.8deg.)
Type of instrument : Diffractometer.
Max. flux at specimen (n/cm2.s) : 1.3 x 106 ( lambda = 5.6 Å)
Max. beam size at specimen : 25 x 50 mm2
Incident wavelength : 2.3 < lambdaÅ < 6 (d(lambda)/lambda = 4.10-2)
Incident energy : 12 > E (meV) > 2.2
Energy resolution : 8 to 0.5 meV
Angular resolution : 2.5deg. or 0.625deg.
Angular ranges : -5deg. < 2 < 140deg.
Scattering vector ranges : 0.1 < Q (Å-1) < 5

Collimation :
Monochromator-sample distance : 1.8 m ( lambda = 5.6 Å)
Sample-detector distance : 1.5 m
Detectors : 64 3He detectors
Background : 1 c/min detector
Data Collection and Instrument Control System Microcomputer LeCroy3500 M .+ PC

Ancillary equipment:
Goniometer
Furnace (T < 1300deg.C)
Cryostat (1.5 < T < 300 K)


Cet instrument est destiné à étudier les phénomènes de désordre dans les solides, en particulier dans les alliages métalliques : ordre à courte distance, effets de taille, d'impuretés ... en mesurant l'intensité diffusée élastique (entre pics de Bragg dans un solide cristallin).

L'échantillon est un polycristal ou un monocristal préalablement orienté ; il est placé dans un faisceau monochromatique de neutrons (2.4<<6Å).

Le monochromateur focalisant, composé de 5 lames de graphite, permet de concentrer le faisceau sur une hauteur d'environ 6 cm au niveau de l'échantillon et de gagner un facteur 2 à 3 en flux. Un filtre en béryllium refroidi à l'azote liquide ( > 3.96 Å) et un filtre en graphite ( 2.5Å) sont prévus pour éliminer l'harmonique 2 du faisceau incident.

Une enceinte à vide autour de l'échantillon, de 80 cm de diamètre, minimise le bruit defond dû à la diffusion du faisceau par l'air, et contient un four permettant de faire des expériences in-situ à hautes températures.

Un passeur automatique d'échantillon à translation verticale permet de comparer l'intensité diffusée par l'échantillon à celle diffusée par un témoin, et le bruit de fond. Une rotation automatique de l'échantillon permet, dans le cas de monocristaux, d'explorer l'intensité diffusée dans un plan du réseau réciproque.

Le système de mesure consiste en 48 détecteurs à hélium 3 de diamètre 50 mm (groupés par boitiers de 4) et 16 détecteurs de diamètre 10 mm ; ces derniers sont destinés à étudier avec une bonne résolution en 2 les structures fines du spectre de diffusion diffuse. Les positions des boitiers de détecteurs peuvent être changées, et l'ensemble peut tourner de 5deg. autour de l'axe défini par l'échantillon.


Diffractomètre Deux Axes pour Diffusion Diffuse G4-4


Shéma de G4-4 (fichier postscript: 615Kb).

L'expérience est équipée d'un ordinateur LeCroy 3500 M permettant d'une part de contrôler les expériences, et d'autre part d'acquérir les données et d'effectuer un certain nombre de traitements de spectres pendant l'acquisition de nouvelles données.

Un système temps de vol (avec "chopper") permet pour chaque détecteur de discriminer les neutrons diffusés de manière élastique résultant d'un désordre statique dans l'échantillon. L'analyse de la partie inélastique du spectre de temps de vol fournit des renseignements intéressants sur les excitations dynamiques peu dispersives en Q (niveaux de champ cristallin, phonons optiques...) dans certains solides.

e-mail : g44@llb.saclay.cea.fr


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Edition LLB - Janvier 1995