Instytut Fizyki Molekularnej Polskiej Akademii Nauk

Spektrometr FT-IR Bruker Equinox 55 współpracujący z  mikroskopem FT-IR Bruker Hyperion 2000 wraz z wyposażeniem

Układ pomiarowy pozwala na rejestrację widm w świetle spolaryzowanym w zakresie od 30 do 18 000 cm^-1. Źródłami promieniowania w spektrometrze jest lampa halogenowa z włóknem wolframowym (1800–18000 cm^-1) oraz pręt ceramiczny z węglika krzemu (30–7000 cm^-1). Układ jest wyposażony w następujące detektory: Si (pracującym w zakresie 10000–20000 cm^-1), InSb (3000–12500 cm^-1), MCT (400–7500 cm^-1), DLaTGS (180–12000 cm^-1) oraz DTGS (10–700 cm^-1). Na wyposażeniu urządzenia są następujące dzielniki wiązki: kwarcowy (3300–18000 cm^‑1), KBr (370–7500 cm^-1) oraz Mylar (30–700 cm^-1). Spektrometr pracuje z maksymalną rozdzielczością spektralną 0,5 cm^-1. Dołączony do spektrometru mikroskop FT-IR Hyperion 2000 firmy Bruker pozwala na pomiar widm odbiciowych oraz transmisyjnych w świetle spolaryzowanym mikropróbek o wymiarach ułamków milimetra w zakresie spektralnym od 600 do 18000 cm^-1 w funkcji temperatury od 10 do 870 K. Mikroskop wyposażony jest w obiektyw do rejestracji widm odbiciowo-absorbcyjnych od cienkich warstw naniesionych na podłoże metaliczne (600–6500 cm^-1). Stolik mikroskopu (sterowany silnikami krokowymi) umożliwia badania rozkładu przestrzennego substancji w materiale (rozdzielczość przestrzenna 1 μm). Posiadane kowadła diamentowe pozwalają natomiast na rejestrację widm transmisyjnych w średniej podczerwieni w funkcji ciśnienia (do 20 GPa) w temperaturze pokojowej.

W skład wyposażenia wchodzą następujące elementy:

• układ do przedmuchu suchym powietrzem firmy Parker
  (układ podłączony jest do spektrometru oraz mikroskopu)

• zmiennokątowa przystawka odbiciowa firmy Bruker
  (umożliwia rejestrację widm odbiciowych w świetle spolaryzowanym w zakresie od 400 do 7000 cm^-1 dla kątów padania i odbicia  w zakresie od 10° do 80°)

• przystawka do rejestracji widm osłabionego całkowitego wewnętrznego odbicia (ATR) firmy Gateway™
  (przystawka 6-odbiciowa umożliwia rejestrację widm ATR w funkcji temperatury od pokojowej do 200 °C w zakresie spektralnym od 600 do 7000 cm^-1)

• przystawka do rejestracji widm odbicia zwierciadlanego firmy Beckman
  (umożliwia rejestrację widm odbiciowych w komorze pomiarowej spektrometru w zakresie od 400 do 7000 cm^-1)

• przystawka do rejestracji widm odbicia dyfuzyjnego (DRIFT) firmy Perkin-Elmer
  (umożliwia rejestrację widm odbiciowo-absorpcyjnych w zakresie od 400 do 7000 cm^-1)
• zwierciadła, kuwety oraz polaryzatory

Spektrometr Ramanowski LabRAM HR 800 Jobin Yvon wraz z wyposażeniem

Spektrometr zawiera dwie siatki dyfrakcyjne (600 oraz 1800 rys/mm), optykę wejściową i filtrującą, detektor wielokanałowy (CCD 1024x256) pracujący w temperaturze ciekłego azotu. Wyposażony on jest w laser He‑Ne (λ_ext = 632.8 nm), przestrajalny laser argonowy Stabilite 2017 wraz z zasilaczem (λ_ext=454.5, 457.9, 465.8, 472.7, 476.5, 488.0, 496.5, 501.7, 514.5 nm) oraz w laser NIR wraz z zasilaczem (λ_ext=785 nm). Na wyposażeniu spektrometru są zestawy filtrów VLFIE typu "Notch": dla linii 457 mm (umożliwiające podejście do linii Rayleigha  na 150 cm^-1), dla linii 488 mm (umożliwiające podejście do linii Rayleigha  na 50 cm^-1), dla linii 514 mm (umożliwiające podejście do linii Rayleigha  na 50 cm^-1), dla linii 633 mm (umożliwiające podejście do linii Rayleigha  na 50 cm^-1) oraz dla linii 785 mm (umożliwiające podejście do linii Rayleigha  na 100 cm^-1). Spektrometr wyposażony jest w mikroskop konfokalny L-BXFM zawierający następujące obiektywy: obiektyw typu "plan-achromatic" x10, NA=0.25, WD=10.6 mm, obiektyw typu "plan-achromatic" x50, NA=0.75, WD=0.37 mm, obiektyw typu "plan-achromatic" x100, NA=0.90, WD=0.21 mm, obiektyw o długiej ogniskowej x10, NA=0.25, WD=21 mm, obiektyw o długiej ogniskowej x20, NA=0.25, WD=12 mm oraz obiektyw do makro-próbek WD=40 mm. Spektrometr Ramanowski LabRAM HR 800 Jobin Yvon wykorzystywany jest  do badań widm rozpraszania Ramana w funkcji temperatury i ciśnienia.

Spektrometr NIR/Vis/UV Hitachi U-2900

Umożliwia rejestrację widm absorpcyjnych w świetle spolaryzowanym w zakresie spektralnym od 190 do 1100 nm próbek w fazie stałej oraz ciekłej. Widma transmisyjne i odbiciowe można rejestrować z prędkością skanowania: 10, 100, 200, 400, 800, 1200, 2400 oraz 3600 nm/min. Przyrząd posiada dwa źródła promieniowania: lampę wolframową (pomiary w zakresie światła widzialnego) oraz lampę deuterową (pomiary w zakresie światła ultrafioletowego). Jako detektor promieniowania wykorzystywana jest fotodioda krzemowa. Dokładność pomiaru widma zmienia się wraz ze zmianą zakresu absorbancji i wynosi: w zakresie od 0 do 0,5 ±0,002, od 0,5 do 1,0 ±0,004 oraz od 1,0 do 2,0 ±0,008. Błąd pomiaru wartości transmitancji równy jest ±0,3%.

Spektrofluorymetr Hitachi F-7000

Umożliwia wykonywanie pomiarów fluorescencji, luminescencji oraz fosforescencji roztworów oraz próbek stałych w funkcji temperatury (kriostat Optistat CF firmy Oxford Inst). Możliwe jest wykonywanie pomiarów czasu życia fluorescencji do 1ms. Wyposażony jest on w dwa monochromatory pozwalające na ciągły wybór długości fali wzbudzenia i emisji fluorescencyjnej. Na wyposażeniu spektrofluorymetru znajduje się zestaw filtrów krawędziowych oraz polaryzatorów umożliwiających pomiar widm emisji i wzbudzeń w zakresie od 900 do 200 nm.

Stanowisko do pomiarów przewodności elektrycznej

Pomiary przewodności elektrycznej właściwej przeprowadzane są metodą czteroelektrodową. Programowalne źródło prądu Keithley 220 pozwala na zmiany prądu w zakresie 1 nA – 100 mA, a cyfrowy woltomierz Keithley 182 umożliwia pomiary w zakresie 3 mV – 30 V z rozdzielczością 1 nV – 10 μV. Pomiary temperaturowe są wykonywane w zakresie 1,8 – 370 K. Do ścieżek miedzianych za pomocą drutu srebrnego o średnicy 40 μm przymocowywana jest próbka za pomocą pasty srebrnej, z której wykonane są też elektrody. W zależności od potrzeb istnieje możliwość użycia pasty złotej lub węglowej (oraz innego drutu niż srebrny). Układ umożliwia pomiar próbek o rozmiarach poniżej 1 mm (maksymalnie około 1 cm).

Stanowisko do analizy termooptycznej (TOA)

Analiza termooptyczna stanowi wizualną pomoc w obserwacji efektów fizycznych podczas pomiarów analizy termicznej. Pozwala wyznaczyć temperaturę przemiany fazowej w fazie skondensowanej pod warunkiem występowania wyraźnych zmian tekstury badanego materiału. Jest to metoda komplementarna do pomiarów różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), termograwimetrii (TG) czy też pomiarów w podczerwieni w funkcji temperatury. Układ pomiarowy zbudowany jest z następujących elementów: mikroskopu stereoskopowego Delta Optical IPOS 810 WS (obiektyw planachromat x2 - maksymalne powiększenie x400 wraz oświetlaczem koaksjalnym, modułem do ciemnego pola,  adapterem fotograficznym z kamerą mikroskopową), kriostatu firmy Linkam TC92 wraz z wyposażeniem, multimetru - HP 34401a (zakresy: 10 mA, 100 mA, 1A, 3A; maksymalna rozdzielczość: 10 nA), diody - OSRAM BPW 21 (prąd ciemny: 2 nA; długość fali 350-820 nm) oraz komputera.

Układy do badań temperaturowych

• Układ do badań w funkcji temperatury od 1,8 do 370 K
  (kriostat optyczny Optistat CF firmy Oxford Inst. (zestawy okienek - KBr, KRS-5, kwarc),  termoregulator Oxford Inst. ITC 503, lewar GFS 650, przepływomierz PKR 251/26001, dewar helowy 50 l, układ pomp: pompa turbomolekularna TSH 071E, pompa membranowa MVP 015, pompa cyrkulacyjna, miernik ciśnienia PKR 251 / 26001)
  Umożliwia rejestrację widm fluorescencji w funkcji temperatury oraz wykorzystywany jest w pomiarach przewodności elektrycznej właściwej.

• Układ do badań w funkcji temperatury od 4.2 do 300 K
  (kriostat optyczny CF 2102 firmy Oxford Inst.,  termoregulator Oxford Inst. ITC 503, lewar GFS 650, przepływomierz PKR 251/26001, dewar helowy 50 l, układ pomp: pompa turbomolekularna TSH 071E, pompa membranowa MVP 015, pompa cyrkulacyjna, miernik ciśnienia PKR 251 / 26001)
  Umożliwia rejestrację widm absorpcyjnych i odbiciowych w świetle spolaryzowanym (600 –18000 cm^-1) oraz widm rozproszenia Ramana.

• Układ do badań w funkcji temperatury od 77 K do 870 K
  (kriostat firmy Linkam Corp. TC92,  termoregulator Linkam Inst., dewar azotowy wraz z osuszaczami do przedmuchu kriostatu, linia ogrzewająca obudowę kriostatu)
  Umożliwia rejestrację widm absorpcyjnych i odbiciowych w świetle spolaryzowanym (600 –18000 cm^-1), widm rozproszenia Raman oraz wykorzystywany jest w analizie termooptycznej (TOA).

• Układ do badań własności optycznych jednocześnie w funkcji temperatury (4.2­–300 K) i ciśnienia (od ciśnienia atmosferycznego do 20 GPa)
  (kriostat optyczny CF 2102 firmy Oxford Inst. z wyposażeniem,  kowadło diamentowe Diacell D-07 umieszczone na zimnym palcu kriostatu- max ciśnienie 100 GPa)
  Umożliwia rejestrację widm rozproszenia Ramana w funkcji temperatury i ciśnienia.

Wyposażenie do przygotowywania materiałów do badań

• laboratorium chemiczne
• powlekacz obrotowy Laurell W5-650MZ-23NPPB do nanoszenia cienkich warstw
• młyn kulowy do mechanosyntezy
• suszarka laboratoryjna,
• pastylkarka,
• prasa hydrauliczna,
• waga laboratoryjna
• kuwety do gazów (l=10 cm) i cieczy (l = 0.1 mm – 50 mm) wykonane ze szkła, kwarcu, NaCl, KRS-5, BaF₂, KBr, CsJ
• kowadła diamentowe,
• elektrodrążarka do wykonywania otworów w uszczelkach,
• urządzenie do intendowania uszczelek,
• myjka ultradźwiękowa,
• mikroskop stereoskopowy (max pow. x20),
• stacja lutownicza
• mikroskop stereoskopowy Delta Optical IPOS 810 WS (obiektyw planachromat x2 - maksymalne powiększenie x400 wraz oświetlaczem koaksjalnym, modułem do ciemnego pola i adapterem fotograficznym z kamerą mikroskopową
  

Stacje obliczeniowe

Wykorzystywane przez nas oprogramowanie (programy Gaussian oraz Crystal) umożliwiaja wykonywanie obliczeń drgań sieci (fononów), drgań oscylacyjnych oraz przejść elektronowych.