Innovative Small Mirror Monochromator
- Reference number
- ITM24-0070
- Project leader
- Sjöblom, Peter
- Start and end dates
- 260101-281231
- Amount granted
- 8 374 400 SEK
- Administrative organization
- Lund University
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
We are applying for funding to redesign the concept of soft X-ray monochromators. This instrument enables measurements in renewable energy, battery technology, semiconductors, and environmental science by provide access to K-edges of main group elements and L-edges of first-row transition metals thus advancing fundamental and applied research with direct societal impact. The new monochromator will fully leverage MAX IV's high-brilliance X-ray beams, significantly increasing sample throughput and reducing performance losses caused by thermalization processes. This will enable faster, more reliable experiments without compromising data quality or wasting costly beam time. The project aims to design a small mirror soft X-ray monochromator, using synchronized motion between a plane mirror and a plane grating. By developing a kinematic solution that ensures precise motion tolerances and incorporating a feedback system that keeps the beam’s position fixed on the mirror, the beam stay stable during energy switching. This will reduce optical deformation and improve thermal stability, ensuring consistent focus, resolution, and beam quality. The design is expected to attract more users, specially from industry and research communities working with K and L-edge materials, where fast and high-throughput sample profiling is essential. The improvement will provide a significant return on investment for Swedish industry and the global scientific community.
Popular science description
MAX IV är världens första fjärde generationens synkrotronljuskälla. Anläggningen öppnar upp en värld av möjligheter för att bättre förstå allt från material och kemiska processer till fenomen inom livsvetenskap. MAX IV har ett mer precist och upp till hundra gånger starkare ljus än tidigare generation ljuskällor. Forskare använder den intensiva ljusstrålen för att undersöka sina prover. Med hjälp av ljuset från MAX IV kan forskare under mer realistiska förhållanden och med större detaljrikedom än någonsin tidigare förstå hur ett material påverkas eller kan användas. Anläggningen är öppen för forskare från hela världen som kommer för att studera allt från hållbara förpackningar och elektronik till läkemedel. Tekniken som MAX IV bygger på är utvecklad i Lund och används för att uppgradera ljuskällor världen över. Med hjälp av MAX IV kan forskarna lära sig mer om och bidra till att utveckla lösningar inom flera områden. – Energimaterial – exempelvis solceller eller batterier. – Hållbara och cirkulära material – exempelvis förpackningar från förnybar råvara. – Hälsa – forskning om exempelvis Alzheimers sjukdom eller antivirala läkemedel. – Katalys – för avgasrening eller framställning av viktiga kemikalier. – Kulturarv – exempelvis arkeologiska föremål. – Kvantmaterial – för ny elektronik. – Planet och miljö – exempelvis aerosoler och deras verkan för klimatet. – Teknik – exempelvis starkare och lättare stål eller avbildningsutrustning för sjukvården. Det fantastiska ljus som MAX IV skapar är ibland svårt att hantera på ett effektivt sätt. Till exempel måste ljuset innan det används i forskningen delas upp i sina våglängder, likt en regnbåge, vilket görs i en monokromator. I monokromatorn träffar ljuset en spegel men den höga effekten som finns i ljuset träffar en väldigt liten yta och gör att spegeln deformeras, ändra form. Då blir bilden suddig och det är svårt att få bra mätresultat. Det här projektet kommer att göra att tiden man måste vänta innan temperaturen i spegeln har jämnat ut sig minskas kraftigt, vilket gör att man kan göra bättre och fler experiment snabbare.