SwissFEL 硬 X 射线时间分辨共振非弹性 X 射线散射装置

我们展示了 SwissFEL Bernina 光束线上的一种新型共振非弹性硬 X 射线散射装置，具备能量、动量和时间分辨率。紧凑型 R=0.5 m Johann 型光谱仪可配备多达 3 个晶体分析器，并能高效收集 RIXS 谱。时间分辨研究的光泵浦可通过宽范围的光学波长实现。我们在对基态和光激发（400 nm）蜂窝状 5d 铱酸盐$\alpha$-$\mathrm{Li_2IrO_3}$的研究中，展示了该装置在整体约 180 meV 分辨率下的性能。在铱${L_3}$边（11.214 keV）收集的稳态 RIXS 谱与在同步加速器收集的数据非常吻合。时间分辨 RIXS 瞬态（泵浦谱减去未泵浦谱）在能量损失区域<2 eV 表现出变化，其特征主要源于蜂窝晶格中 5d 电子的跳跃性质。这些变化归因于 Ir 到 Ir 位点间跃迁散射效率的调制，我们将其与 onsite 库仑相互作用的瞬态屏蔽联系起来。