Laboratorium Powierzchni i Nanostruktur

System UHV I: STM System przeznaczony jest do badań warstw epitaksjalnych na monokrystalicznych podłożach.

System wyposażony jest w:- układ do epitaksji z wiązki molekularnej (MBE)- spektrometr elektronów Auger'a (AES)- dyfraktometr elektronów niskoenergetycznych (LEED)- układ do pomiarów termoprogramowanej desorpcji (TPD)- skaningowy mikroskop tunelowy (STM)- spektrometr Mössbauera elektronów konwersji (CEMS). Spektrometr mössbauerowski jest układem unikalnym na skalę światową, pozwalającym na pomiary in situ próbek zawierających żelazo i cynę. Próżnia bazowa < 1*10-10 mbar.
System UHV II: System wielokomorowy Aparatura przeznaczona jest do badań powierzchni ciał stałych litych i proszkowych w warunkach ultra wysokiej próżni (UHV).

Obecnie dostępne są następujące techniki preparacyjne i pomiarowe:- układ do epitaksji z wiązki molekularnej (MBE)- spektroskopia fotoelektronów (XPS);- mikroskopia ze skanującą sondą (SPM:STM/AFM);- spektroskopia jonów rozproszonych (ISS);- dyfrakcja niskoenergetycznych elektronów (LEED);- temperaturowo programowalna desorpcja (TPD);- chłodzenie/grzanie próbek w zakresie 100 K - 2000 K;- łupanie próbek (także monokrystalicznych);- bombardowanie i trawienie jonowe;- wysokociśnieniowy reaktor katalityczny; próżnia bazowa < 1*10-10 mbar
System UHV III: Mikroskop SPE-PEEM Mikroskop SPE-PEEM (Spectroscopic Photoemission Electron Microscope) jest spektroskopowym fotoemisyjnym mikroskopem elektronowym, pracującym w warunkach UHV, przeznaczonym do obrazowania nanostruktur powierzchniowych w mezoskali, w czasie rzeczywistym, w zakresie temperatur od -180 do 1200oC.

Mikroskop wyposażony jest w analizator energii. Obecnie zainstalowany jest w Narodowym Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS. Tryby pracy z promieniowaniem synchrotronowym:
• obrazowanie spektroskopowe
-z kontrastem chemicznym w oparciu o spektroskopie XPS oraz XAS (X-ray Photoemission Spectroscopy, X-ray-Absorption spectroscopy)
-z kontrastem magnetycznym w oparciu o efekty XMCD oraz XMLD (X-ray Magnetic Circular Dichroism, X-ray Magnetic Linear Dichroism)
• mikro-spektroskopie: μ-XPS, μ-XAS
• mikro-dyfrakcja fotoelektronów
W mikroskopie można mierzyć próbki przygotowane zarówno ex-situ jak i in-situ.

Mikroskop jest wyposażony w komorę preparacyjną zawierającą:
• układ do epitaksji z wiązki molekularnej (MBE)
• spektrometr elektronów Auger’a (AES)
• dyfraktometr elektronów niskoenergetycznych (LEED)
• analizator gazów resztkowych (RGA)
• działo jonowe
• system dozowania gazów
System UHV V: Mikroskop LEEM Mikroskop LEEM (Low Energy Electron Microscope) jest mikroskopem pracującym na elektronach niskoenergetycznych w warunkach UHV, przeznaczonym do obrazowania nanostruktur powierzchniowych w mezoskali w czasie rzeczywistym w zakresie temperatur od -180 do 1200oC.

Mikroskop wyposażony jest w analizator energii oraz korektor aberracji.
Tryby pracy:
• obrazowanie
-z kontrastem strukturalnym w jasnym i ciemnym polu
-obrazowanie MEM (Mirror Electron Microscopy)
• mikro-dyfrakcja elektronów niskoenergetycznych (u-LEED) , I(V)
• tryb fotoemisyjny z lampą rtęciową (PEEM)
W mikroskopie można mierzyć próbki przygotowane zarówno ex-situ jak i in-situ.

Mikroskop jest wyposażony w komorę preparacyjną zawierającą:
• układ do epitaksji z wiązki molekularnej (MBE)
• spektrometr elektronów Auger’a (AES)
• dyfraktometr elektronów niskoenergetycznych (LEED)
• analizator gazów resztkowych (RGA)
• działo jonowe
• system dozowania gazów


System VI: Spektrometr mössbauerowski do pomiarów ciał stałych litych i proszkowych oraz cieczy.

Spektroskopia Mössbauerowska umożliwia badania lokalnych właściwości chemicznych, strukturalnych oraz magnetycznych materiałów w fazie stałej. Pracownia dysponuje źródłami 57Co, które pozwalają na pomiary próbek zawierających żelazo. Izotopem aktywnym mössbauerowsko jest 57Fe, którego naturalna abundancja wynosi 2%. W związku z tym, dolna granica koncentracji żelaza, dla której pomiary są bezproblemowe dla próbek z naturalną zawartością Fe to ok. 3 at. %, natomiast granica ta przesuwa się do ułamków procenta dla próbek wzbogaconych (niestety izotop 57Fe nie jest tani). Pomiary wykonywać można w transmisji lub w rozproszeniu. Do pomiarów w transmisji próbka musi być cienką folią lub pastylką o powierzchni rzędu cm2 oraz powierzchniowej gęstości Fe rzędu 1 - 10 mg/cm2. Pomiary można wykonywać w zakresie od 80 K do temperatury pokojowej. Dzięki kriostatowi można wykonywać pomiary próbek ciekłych po ich zamrożeniu. W tej opcji, do pomiarów cieczy organicznych o niskiej koncentracji żelaza wykorzystuje się specjalne pojemniki mieszczące ok. 1 cm3 cieczy. Do pomiarów w geometrii rozproszeniowej wykorzystywana jest technika detekcji elektronów konwersji. Próbki (w zasadzie o dowolnym kształcie, ale w formie stałej) są montowane w detektorze przepływowym, w którym gazem roboczym jest mieszanka He-10% CH4. Pomiary można wykonywać przy obniżonej temperaturze (do ok. 150 K) oraz w niewielkim polu magnetycznych, co pozwala na charakterystykę właściwości superparamagnetycznych nanocząstek.