Simultaneous thermodynamic and dynamical characterisation using in situ calorimetry with neutron spectroscopy
Both Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Quasi-elastic Neutron Scattering (QENS) are powerful analytical tools actively used in studies of phase transitions in complex solid and liquid systems. DSC is typically used to map phase transition temperatures and identify sample states, and QENS p...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика низких температур |
|---|---|
| Дата: | 2019 |
| Автори: | , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/175952 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Simultaneous thermodynamic and dynamical characterisation using in situ calorimetry with neutron spectroscopy / D. Fornalski, V. García Sakai, S. Postorino, I. Silverwood, C. Goodway, J. Bones, O. Kirichek, F. Fernandez-Alonso // Физика низких температур. — 2019. — Т. 45, № 3. — С. 332-338. — Бібліогр.: 8 назв. — англ. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-175952 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Fornalski, D. García Sakai, V. Postorino, S. Silverwood, I. Goodway, C. Bones, J. Kirichek, O. Fernandez-Alonso, F. 2021-02-03T07:05:16Z 2021-02-03T07:05:16Z 2019 Simultaneous thermodynamic and dynamical characterisation using in situ calorimetry with neutron spectroscopy / D. Fornalski, V. García Sakai, S. Postorino, I. Silverwood, C. Goodway, J. Bones, O. Kirichek, F. Fernandez-Alonso // Физика низких температур. — 2019. — Т. 45, № 3. — С. 332-338. — Бібліогр.: 8 назв. — англ. 0132-6414 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/175952 Both Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Quasi-elastic Neutron Scattering (QENS) are powerful analytical tools actively used in studies of phase transitions in complex solid and liquid systems. DSC is typically used to map phase transition temperatures and identify sample states, and QENS provides information on the molecular scale dynamical motions, such as molecular self-diffusion or glassy dynamics, associated with such transitions. Both techniques provide highly valuable complementary information about the sample and in many cases it would be advantageous to measure in parallel with a view to linking the two observables. The biggest challenge is that the cell design which differs greatly between the two methods. Here we present a first attempt at designing a cryogenic system which will allow the simultaneous measurement of calorimetric transitions and QENS measurements, as tested on the neutron spectrometer IRIS at ISIS neutron scattering facility. The system temperature range is from 10 K to 300 K. We present and discuss the initial design of the system, preliminary test results, current challenges and limitations, and future directions. Диференційна скануюча калориметрія (DSC) та квазіпружне розсіяння нейтронів (QENS) — потужні аналітичні інструменти, які активно використовуються при вивченні фазових переходів у складних твердих і рідких системах. DSC зазвичай використовується для знаходження температур фазового переходу та ідентифікації станів зразка, а QENS надає інформацію про пов'язану з фазовими переходами динаміку явищ молекулярного масштабу таких, як молекулярна самодифузія або склування. Обидва методи надають можливість отримання дуже цінної взаємодоповнюючої інформації про зразок, і в багатьох випадках доцільно паралельно виконувати вимірювання з метою об'єднання двох спостережень загальним трактуванням. Суттєвою проблемою є вибір конструкції комірки, вимоги до якої для цих двох методів різні. У цій роботі ми представляємо першу спробу створення кріогенної системи, що дозволяє одночасно проводити калориметричні вимірювання та вимірювання QENS, а потім зіставляти результати обох спостережень. Дослідження виконано на нейтронному спектрометрі IRIS та установці розсіювання нейтронів ISIS, робочий діапазон температур системи складає від 10 до 300 К. У роботі наведено та обговорено вихідну конструкцію системи, попередні результати випробувань, поточні проблеми та недоліки, а також перспективи застосування. Дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC) и квазиупругое рассеяние нейтронов (QENS) являются мощными аналитическими инструментами, активно используемыми при изучении фазовых переходов в сложных твердых и жидких системах. DSC обычно используется для нахождения температур фазового перехода и идентификации состояний образца, а QENS предоставляет информацию о связанной с фазовыми переходами динамике явлений молекулярного масштаба таких, как молекулярная самодиффузия или стеклование. Оба метода дают возможность получения очень ценной взаимодополняющей информации об образце, и вомногих случаях целесообразно параллельно выполнять измерения с целью объединения двух наблюдений общей трактовкой. Существенной проблемой является выбор конструкции ячейки, требования к которой для этих двух методов различны. В этой работе мы представляем первую попытку создания криогенной системы, позволяющей одновременно проводить калориметрические измерения и измерения QENS, а затем сопоставлять результаты обоих наблюдений. Исследования выполнены на нейтронном спектрометре IRIS и установке рассеяния нейтронов ISIS, рабочий диапазон температур системы составляет от 10 до 300 К. В работе представлены и обсуждены исходная конструкция системы, предварительные результаты испытаний, текущие проблемы и недостатки, а также перспективы применения. We would like to thank ISIS colleagues for support and contribution to the project. en Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Спеціальний випуск. “Proceedings of 12th International Conference on Cryocrystals and Quantum Crystals (CC-2018)” (Wrocław, Poland, August 26–31, 2018) Simultaneous thermodynamic and dynamical characterisation using in situ calorimetry with neutron spectroscopy Одночасна термодинамічна та динамічна характеризація методами in situ калориметрії та нейтронної спектроскопії Одновременная термодинамическая и динамическая характеризация методами in situ калориметрии и нейтронной спектроскопии Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Simultaneous thermodynamic and dynamical characterisation using in situ calorimetry with neutron spectroscopy |
| spellingShingle |
Simultaneous thermodynamic and dynamical characterisation using in situ calorimetry with neutron spectroscopy Fornalski, D. García Sakai, V. Postorino, S. Silverwood, I. Goodway, C. Bones, J. Kirichek, O. Fernandez-Alonso, F. Спеціальний випуск. “Proceedings of 12th International Conference on Cryocrystals and Quantum Crystals (CC-2018)” (Wrocław, Poland, August 26–31, 2018) |
| title_short |
Simultaneous thermodynamic and dynamical characterisation using in situ calorimetry with neutron spectroscopy |
| title_full |
Simultaneous thermodynamic and dynamical characterisation using in situ calorimetry with neutron spectroscopy |
| title_fullStr |
Simultaneous thermodynamic and dynamical characterisation using in situ calorimetry with neutron spectroscopy |
| title_full_unstemmed |
Simultaneous thermodynamic and dynamical characterisation using in situ calorimetry with neutron spectroscopy |
| title_sort |
simultaneous thermodynamic and dynamical characterisation using in situ calorimetry with neutron spectroscopy |
| author |
Fornalski, D. García Sakai, V. Postorino, S. Silverwood, I. Goodway, C. Bones, J. Kirichek, O. Fernandez-Alonso, F. |
| author_facet |
Fornalski, D. García Sakai, V. Postorino, S. Silverwood, I. Goodway, C. Bones, J. Kirichek, O. Fernandez-Alonso, F. |
| topic |
Спеціальний випуск. “Proceedings of 12th International Conference on Cryocrystals and Quantum Crystals (CC-2018)” (Wrocław, Poland, August 26–31, 2018) |
| topic_facet |
Спеціальний випуск. “Proceedings of 12th International Conference on Cryocrystals and Quantum Crystals (CC-2018)” (Wrocław, Poland, August 26–31, 2018) |
| publishDate |
2019 |
| language |
English |
| container_title |
Физика низких температур |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Одночасна термодинамічна та динамічна характеризація методами in situ калориметрії та нейтронної спектроскопії Одновременная термодинамическая и динамическая характеризация методами in situ калориметрии и нейтронной спектроскопии |
| description |
Both Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Quasi-elastic Neutron Scattering (QENS) are powerful
analytical tools actively used in studies of phase transitions in complex solid and liquid systems. DSC is typically used to map phase transition temperatures and identify sample states, and QENS provides information on the
molecular scale dynamical motions, such as molecular self-diffusion or glassy dynamics, associated with such
transitions. Both techniques provide highly valuable complementary information about the sample and in many
cases it would be advantageous to measure in parallel with a view to linking the two observables. The biggest
challenge is that the cell design which differs greatly between the two methods. Here we present a first attempt at
designing a cryogenic system which will allow the simultaneous measurement of calorimetric transitions and
QENS measurements, as tested on the neutron spectrometer IRIS at ISIS neutron scattering facility. The system
temperature range is from 10 K to 300 K. We present and discuss the initial design of the system, preliminary
test results, current challenges and limitations, and future directions.
Диференційна скануюча калориметрія (DSC) та квазіпружне розсіяння нейтронів (QENS) — потужні аналітичні
інструменти, які активно використовуються при вивченні
фазових переходів у складних твердих і рідких системах.
DSC зазвичай використовується для знаходження температур
фазового переходу та ідентифікації станів зразка, а QENS
надає інформацію про пов'язану з фазовими переходами динаміку явищ молекулярного масштабу таких, як молекулярна
самодифузія або склування. Обидва методи надають можливість отримання дуже цінної взаємодоповнюючої інформації
про зразок, і в багатьох випадках доцільно паралельно виконувати вимірювання з метою об'єднання двох спостережень
загальним трактуванням. Суттєвою проблемою є вибір конструкції комірки, вимоги до якої для цих двох методів різні.
У цій роботі ми представляємо першу спробу створення кріогенної системи, що дозволяє одночасно проводити калориметричні вимірювання та вимірювання QENS, а потім зіставляти результати обох спостережень. Дослідження виконано
на нейтронному спектрометрі IRIS та установці розсіювання
нейтронів ISIS, робочий діапазон температур системи складає від 10 до 300 К. У роботі наведено та обговорено вихідну
конструкцію системи, попередні результати випробувань,
поточні проблеми та недоліки, а також перспективи застосування.
Дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC) и
квазиупругое рассеяние нейтронов (QENS) являются мощными аналитическими инструментами, активно используемыми при изучении фазовых переходов в сложных твердых и
жидких системах. DSC обычно используется для нахождения
температур фазового перехода и идентификации состояний
образца, а QENS предоставляет информацию о связанной с
фазовыми переходами динамике явлений молекулярного
масштаба таких, как молекулярная самодиффузия или стеклование. Оба метода дают возможность получения очень
ценной взаимодополняющей информации об образце, и вомногих случаях целесообразно параллельно выполнять измерения с целью объединения двух наблюдений общей трактовкой. Существенной проблемой является выбор конструкции ячейки, требования к которой для этих двух методов
различны. В этой работе мы представляем первую попытку
создания криогенной системы, позволяющей одновременно
проводить калориметрические измерения и измерения QENS,
а затем сопоставлять результаты обоих наблюдений. Исследования выполнены на нейтронном спектрометре IRIS и установке рассеяния нейтронов ISIS, рабочий диапазон температур системы составляет от 10 до 300 К. В работе представлены и обсуждены исходная конструкция системы, предварительные результаты испытаний, текущие проблемы и недостатки, а также перспективы применения.
|
| issn |
0132-6414 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/175952 |
| citation_txt |
Simultaneous thermodynamic and dynamical characterisation using in situ calorimetry with neutron spectroscopy / D. Fornalski, V. García Sakai, S. Postorino, I. Silverwood, C. Goodway, J. Bones, O. Kirichek, F. Fernandez-Alonso // Физика низких температур. — 2019. — Т. 45, № 3. — С. 332-338. — Бібліогр.: 8 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT fornalskid simultaneousthermodynamicanddynamicalcharacterisationusinginsitucalorimetrywithneutronspectroscopy AT garciasakaiv simultaneousthermodynamicanddynamicalcharacterisationusinginsitucalorimetrywithneutronspectroscopy AT postorinos simultaneousthermodynamicanddynamicalcharacterisationusinginsitucalorimetrywithneutronspectroscopy AT silverwoodi simultaneousthermodynamicanddynamicalcharacterisationusinginsitucalorimetrywithneutronspectroscopy AT goodwayc simultaneousthermodynamicanddynamicalcharacterisationusinginsitucalorimetrywithneutronspectroscopy AT bonesj simultaneousthermodynamicanddynamicalcharacterisationusinginsitucalorimetrywithneutronspectroscopy AT kiricheko simultaneousthermodynamicanddynamicalcharacterisationusinginsitucalorimetrywithneutronspectroscopy AT fernandezalonsof simultaneousthermodynamicanddynamicalcharacterisationusinginsitucalorimetrywithneutronspectroscopy AT fornalskid odnočasnatermodinamíčnatadinamíčnaharakterizacíâmetodamiinsitukalorimetríítaneitronnoíspektroskopíí AT garciasakaiv odnočasnatermodinamíčnatadinamíčnaharakterizacíâmetodamiinsitukalorimetríítaneitronnoíspektroskopíí AT postorinos odnočasnatermodinamíčnatadinamíčnaharakterizacíâmetodamiinsitukalorimetríítaneitronnoíspektroskopíí AT silverwoodi odnočasnatermodinamíčnatadinamíčnaharakterizacíâmetodamiinsitukalorimetríítaneitronnoíspektroskopíí AT goodwayc odnočasnatermodinamíčnatadinamíčnaharakterizacíâmetodamiinsitukalorimetríítaneitronnoíspektroskopíí AT bonesj odnočasnatermodinamíčnatadinamíčnaharakterizacíâmetodamiinsitukalorimetríítaneitronnoíspektroskopíí AT kiricheko odnočasnatermodinamíčnatadinamíčnaharakterizacíâmetodamiinsitukalorimetríítaneitronnoíspektroskopíí AT fernandezalonsof odnočasnatermodinamíčnatadinamíčnaharakterizacíâmetodamiinsitukalorimetríítaneitronnoíspektroskopíí AT fornalskid odnovremennaâtermodinamičeskaâidinamičeskaâharakterizaciâmetodamiinsitukalorimetriiineitronnoispektroskopii AT garciasakaiv odnovremennaâtermodinamičeskaâidinamičeskaâharakterizaciâmetodamiinsitukalorimetriiineitronnoispektroskopii AT postorinos odnovremennaâtermodinamičeskaâidinamičeskaâharakterizaciâmetodamiinsitukalorimetriiineitronnoispektroskopii AT silverwoodi odnovremennaâtermodinamičeskaâidinamičeskaâharakterizaciâmetodamiinsitukalorimetriiineitronnoispektroskopii AT goodwayc odnovremennaâtermodinamičeskaâidinamičeskaâharakterizaciâmetodamiinsitukalorimetriiineitronnoispektroskopii AT bonesj odnovremennaâtermodinamičeskaâidinamičeskaâharakterizaciâmetodamiinsitukalorimetriiineitronnoispektroskopii AT kiricheko odnovremennaâtermodinamičeskaâidinamičeskaâharakterizaciâmetodamiinsitukalorimetriiineitronnoispektroskopii AT fernandezalonsof odnovremennaâtermodinamičeskaâidinamičeskaâharakterizaciâmetodamiinsitukalorimetriiineitronnoispektroskopii |
| first_indexed |
2025-12-01T04:16:55Z |
| last_indexed |
2025-12-01T04:16:55Z |
| _version_ |
1850859247048327168 |