Popis
Obr.1: SSLS schéma. | foto: Maliha Siddiqui
The Surface Science Laboratory Station (SSLS) je moderní modulární infrastruktura pro ultravysoké vakuum (UHV) navržená pro řízenou syntézu a pokročilou charakterizaci povrchů a tenkých vrstev, včetně materiálů obsahujících aktinoidy (U, Th).
SSLS je provozována v rámci Joint Laboratory for Surface Science (JLSS), která vznikla jako společné pracoviště Sekce fyziky kondenzovaných látek a Sekce optiky mezi oddělením 28 a oddělením 11, což zajišťuje sdílení odborných znalostí, koordinovaný přístup a doplňkové vědecké zaměření.
Systém je realizován jako přibližně 7 m dlouhý lineární UHV klastr, integrující více propojených komor prostřednictvím vyhrazené transportní linky (Obr. 1). Tato konfigurace umožňuje přípravu, zpracování a analýzu vzorků zcela in situ, bez vystavení okolním podmínkám. Takový přístup je nezbytný pro zjištění intrinsických vlastností vysoce reaktivních materiálů citlivých na oxidaci.
Základní koncept a možnosti
V jádru systému SSLS stojí schopnost přímo propojit syntézu materiálů s povrchově citlivou charakterizací, čímž se vytváří kontrolovaný přístup mezi podmínkami růstu a výslednými fyzikálními vlastnostmi.
Systém podporuje:
1. Růst tenkých vrstev, přípravu povrchu a řízenou modifikaci povrchu
To zahrnuje triodové naprašování a tepelné odpařování, které umožňují přípravu vysoce čistých tenkých vrstev, heterostruktur a cíleně navržených rozhraní.
Systém je navíc vybaven specializovanou reakční komorou, která umožňuje vystavení povrchů molekulárním plynům za řízených podmínek. To umožňuje modifikaci povrchu in situ, včetně studií oxidačních, adsorpčních a korozních procesů, a poskytuje přímý vhled do chemicky podmíněných změn vlastností materiálů.
2. Pracovní postup in situ a bez kontaminace
Vzorky jsou transportovány mezi komorami pro přípravu, modifikaci a analýzu bez přerušení vakua, což zajišťuje nedotčené povrchy a vysoce reprodukovatelné experimentální podmínky.
To je obzvláště důležité pro reaktivní materiály, u kterých by i minimální vystavení okolním podmínkám změnilo chemické složení povrchu.
3. Pokročilá povrchově citlivá spektroskopie a další techniky
Systém integruje komplexní sadu analytických technik, které umožňují přímou korelaci mezi strukturou, chemickými a elektronickými vlastnostmi:
- XPS (rentgenová fotoelektronová spektroskopie)
→ chemické složení a elektronová struktura na úrovni jádra - UPS (ultrafialová fotoelektronová spektroskopie)
→ struktura valenčního pásu a stavy v blízkosti Fermiho hladiny - BIS (brzdná izochromatická spektroskopie)
→ neobsazené elektronové stavy nad Fermiho hladinou - HREELS (spektroskopie ztrát energie elektronů s vysokým rozlišením)
→ vibrační excitace, povrchové fonony a dynamika adsorbátů - TPD (teplotně programovaná desorpce)
→ adsorpční energie, vazebné konfigurace a povrchová reaktivita - Komora pro práci za atmosférického/vysokého tlaku
→ studium povrchových reakcí a chemických přeměn v kontrolované plynné atmosféře při tlacích blížících se reálným provozním podmínkám; umožňuje výzkum oxidace, koroze, adsorpce a interakcí plyn–povrch mimo režim UHV
Popis
Obr. 2: Oblasti zájmu pro případné studium. | foto: Thomas Gouder, edited and adapted by Evgenia Chitrova
Přístup k přístroji
Momentálně na přístroji probíhá dlouhodobá údržba. O jeho zpřístupnění v režimu open access budeme informovat v nejbližším možném termínu. Uživatelé si následně budou moci rezervovat termíny měření prostřednictvím online kalendáře.
Napsali o nás
- SSLS transfer from JRC to FZU, 2026 – dostupné online: zde
- Do Prahy se přesunul unikátní přístroj Evropské komise. Může pomoct i při dostavbě jaderných bloků, vědavýzkum.cz, 2025 – dostupné online: zde
- Thomas Gouder: Chci, aby projekt pokračoval. Přístroj pro výzkum povrchů stěhujeme z Karlsruhe do Prahy, vědavýzkum.cz, 2025 – dostupné online: zde