Sonder les propriétés des matériaux et des systèmes chimiques à l’aide de la spectroscopie de relaxation et de résonance par rotation de spin muonique (µSR) et de résonance magnétique nucléaire d’orientation de spin antiparallèle (ß-NMR)
Tirant profit de l’infrastructure d’accélération unique en son genre de TRIUMF, le Centre de la science des matériaux et des sciences moléculaires (CMMS) met à la disposition des chercheuses et chercheurs canadiens et étrangers des faisceaux de muons intenses, des nucléides radioactifs ainsi que des spectromètres et des cryostats spécialisés, utilisés dans divers domaines de la recherche en chimie, en physique et en science des matériaux. Les noyaux radioactifs servent à sonder les matériaux et permettent de recueillir de l’information sur leurs propriétés structurelles, dynamiques et magnétiques. À l’échelle mondiale, il n’existe que quatre installations comparables à l’Installation du CMMS dédiée à la spectroscopie par rotation de spin muonique (µSR), et elle est la seule des Amériques. L’installation de résonance magnétique nucléaire d’orientation de spin antiparallèle (ß-NMR) du CMMS, qui sert à caractériser les couches minces et les interfaces, est, quant à elle, unique en son genre. L’équipe qui se consacre à la science des matériaux et aux sciences moléculaires, collabore avec les chercheuses et chercheurs invités afin d’appliquer les techniques µSR ou ß-NMR à la résolution de leurs problèmes scientifiques. Ces techniques fournissent des données précieuses sur des matériaux quantiques comme les superconducteurs et sur un large éventail de matériaux magnétiques exotiques, semiconducteurs, matériaux de batterie, réactions chimiques, matières molles et systèmes biologiquement pertinents.
- Spectroscopie par rotation de spin muonique (µSR)
- Spectroscopie de résonance magnétique nucléaire d’orientation de spin antiparallèle (ß-NMR)
- Automobile
- Industrie chimique
- Technologies propres
- Éducation
- Énergie
Laboratoires et équipements spécialisés
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Laboratoire spécialisé |
Équipement |
Fonction |
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Lignes de faisceaux de muons |
M15 |
Ligne de faisceaux de muons superficiels intenses, à rotation de spin |
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M20 |
Ligne de faisceaux de muons superficiels intenses doté de deux postes expérimentaux, à rotation de spin et à système « muons à la demande » pour la prise de mesures à très faible bruit de fond |
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M9A |
Ligne de faisceaux de muons superficiels intenses, à rotation de spin et système « muons à la demande ». Cette ligne de faisceaux servira à la caractérisation de matériaux à débit élevé. |
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Spectomètres mSR
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Spectromètre à réfrigérateur à dilution |
Ce spectromètre peut caractériser des matériaux à des températures aussi basses que 8 mK et dans des champs magnétiques aussi élevés que 5 T. |
| Spectromètre, modèle NuTime | Ce spectromètre atteint des champs magnétiques aussi élevés que 7 teslas (T). Il présente une résolution temporelle exceptionnelle et peut mesurer des fréquences de précession beaucoup plus élevées que d’autres spectromètres. | |
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Spectromètre Helios |
Ce spectromètre à tout faire présente un champ magnétique maximum de 6 T et un grand calibre, ce qui facilite l’exécution d’expériences en chimie. Il est compatible avec une vaste gamme de cryostats et de fours, ce qui lui confère une plage de fonctionnement de 1,2 à 900 K. |
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Spectromètre LAMPF |
Ce spectromètre tout usage peut être configuré pour un large éventail d’expériences, mais il convient particulièrement aux expériences menées dans un champ magnétique nul. Il est compatible avec une vaste gamme de cryostats et de fours, ce qui lui confère une plage de fonctionnement de 1,2 à 900 K. |
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Installation d’accélération et de séparation (ISAC) de production de lignes de faisceaux ion |
Spectromètre b-NMR |
Ce spectromètre est construit autour d’un aimant solénoïdal supraconducteur de 9 T à homogénéité élevée (parallèlement à la polarisation 8Li initiale) et est doté d’un cryostat fonctionnant de 3,5 à 320 K. |
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Spectromètre b-NQR |
Ce spectromètre est doté de bobines de Helmholtz capable d’appliquer un faible champ magnétique uniforme (de 0 à 20 mT) parallèlement à la surface de l’échantillon et à la polarisation 8Li initiale. Le spectromètre b-NQR est doté d’un cryostat fonctionnant de 4 à 300 K et d’un porte-échantillons à quatre positions permettant de traiter plusieurs échantillons sans rompre l’ultravide. |
Partenaires de recherche des secteurs privé et public
- Université de la Colombie-Britannique
- Université Simon-Fraser
- Université de l’Alberta
- Université de Montréal
- Université Mount Allison
- Université McMaster
- Université McGill
- Université Columbia (États-Unis)
- Organisation de recherche sur les accélérateurs de haute énergie (KEK, Japon)
Information additionnelle
| Titre | Hyperlien |
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| Plan quinquennal 2020-2025 de TRIUMF : Centre de la science des matériaux et des sciences moléculaires | https://fiveyearplan.triumf.ca/cmms/ |
| Article sur la spectroscopie par rotation de spin muonique (µSR) dans International Innovation | http://musr.ca/intro/musr/IntInnov/IntInnov2012-muSR_hi-rez.pdf |
| Rob Kiefl, Ph. D., reçoit le prix Yamazaki 2017 | https://www.triumf.ca/current-events/dr-rob-kiefl-awarded-2017-yamazaki-prize |