用於 X 光研究的重要新儀器已在 BESSY II 上投入使用。 HZB 是 MPI-CEC（德國魯爾河畔米爾海姆）和 NIST（美國博爾德）合作開發的，是歐洲唯一在同步加速器設施中運行的 TES 光譜儀。
新系統顯著提高了光子偵測效率，其性能比波長色散 X 射線發射光譜儀高出 100 到 1000 倍。該小組現在正在邀請科學界提出研究提案。
提高 X 射線光譜的靈敏度
BESSY II 等設施可產生極其明亮和強烈的同步加速器 X 射線，使科學家能夠研究各種材料。然而，X 射線發射光譜 (XES) 和共振非彈性 X 射線散射 (RIXS) 等技術非常具有挑戰性。由於這些方法依賴於檢測樣品發射的光子，因此它們需要大量光子才能進行有用的測量。
因此，XES 和 RIXS 實驗傳統上僅限於濃縮樣品和散裝材料。
「我們現在在 BESSY II 上部署的過渡邊緣感測器 (TES) 超導陣列光子偵測器在偵測光子方面的效率比傳統 XES 和 RIXS 光譜儀高 100 到 1000 倍，」新儀器的首席科學家 HZB Régis Decker 說道。
探索量子材料和超薄系統
更高的靈敏度為以前難以或不可能進行的實驗打開了大門。
「這可以提供有關分子化學或分子生物學的新知識，還可以提供有關降維繫統的量子特性的新知識，例如原子單層、奈米結構和雜質。TES 光譜儀補充了 ARPES 等方法，後者研究這些系統的電子能帶結構，」Régis Decker 說。
該工具顯著減少了數據收集時間。一些通常需要數小時才能完成的 XES 和 RIXS 實驗現在只需幾分鐘即可完成。
248 個工作在絕對零度附近的超導感測器
TES 陣列光譜儀的核心是 248 個感測器，當冷卻至 25 毫開爾文時，這些感測器會變得超導。為了達到這個溫度，研究人員使用了類似量子計算系統中使用的 He4-He3 稀釋冷凍機。
當 X 射線與樣品相互作用時，樣品會發射光子。這些光子撞擊 TES 陣列內的各個感測器，導致溫度突然升高。這種短暫的加熱會破壞超導狀態並增加感測器的電阻。然後使用基於超導量子乾涉裝置 (SQUID) 陣列的電路來測量這種變化。
先進的樣品管理和未來的更新
光譜儀連接到客製化的超高真空樣品室，支援樣品傳輸、製備和測量。該室提供從 10 K 到室溫的精確溫度控制。
整個系統安裝在 BESSY II UE52-SGM 光束線上，提供全面的偏振控制。該計劃的創新包括改進樣品製備能力以及在 X 射線磁圓二色性吸收 (XMCD) 和發射 (RIXS-MCD) 中分析磁場中材料的能力。
歐洲唯一的同步加速器 TES 光譜儀
TES 光譜儀最初是為天文物理學應用而開發的，其中檢測非常微弱的光子訊號至關重要。在 BESSY II 安裝之前，全球 X 射線設施中只有 5 台 TES 光譜儀在運行，其中 4 台在美國，1 台在日本。
BESSY II 現在擁有歐洲唯一的同步加速器 TES 光譜儀。
「我們期待著從我們的用戶社群收到令人興奮的研究提案，」德克爾說。
