Laboratorio Alte Pressioni (MBar)

L'utilizzo di celle ad incudini di diamante (diamond anvil cell, DAC) permette di raggiungere in laboratorio pressioni statiche dellordine del milione di bar. Misure in condizioni estreme di pressione sono di fondamentale importanza in geofisica, planetologia, scienza dei materiali, chimica, fisica fondamentale. Si tratta di una tecnologia raffinata: il campione, di dimensioni dellordine di un centinaio di micron, compresso tra due diamanti a forma circa di tronco di piramide, e contenuto lateralmente da una guarnizione di metallo. Lo schema della cella riportato in figura.

Disponiamo di celle a membrana (progettate e costruite nel nostro istituto) in cui cio´┐Żla forza viene esercitata gonfiando con gas (elio) una membrana metallica che, deformandosi, spinge un diamante contro laltro. Questo permette il controllo a distanza e la regolazione fine della pressione nel campione, che è indispensabile in casi in cui la cella è all'interno di un criostato o è allineata in un sistema ottico. Il riempimento della cella richiede differenti tecnologie a seconda che il campione sia (in condizioni normali) solido, liquido o gassoso. Disponiamo di un sistema di riempimento a gas, per campioni gassosi, o se è necessario limitare anisotropia e disomogeneità della pressione nel campione (solido). Questo sistema, anch'esso progettato e costruito internamente, consiste in una autoclave in cui la cella è immersa in un gas ad alcune migliaia di bar, una parte del quale viene racchiusa nello spazio tra i diamanti. Strumentazione ancillare consiste in un sistema ad elettroerosione per effettuare il foro (di un centinaio di micron) al centro dellimpronta dei diamanti nella guarnizione metallica che deve contenere il campione.


Foto della DAC a membrana utilizata nei nostri studi

Con la strumentazione spettroscopica (vedi Laboratorio Raman) possiamo effettuare misure di spettri Raman in campioni in contemporanea alta pressione (da 2 kbar a 1 Mbar) e bassa temperatura (fino a 4 K).

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