Combination of in situ laser heating with single-crystal X-ray diffraction (scXRD) in diamond anvil cells (DACs) provides a tool to study crystal structures and/or chemistry of materials at simultaneous high pressures and high temperatures. Here, we describe the first dedicated single-crystal X-ray diffractometer coupled with double-sided laser heating (dsLH) system. The scXRD/dsLH setup was developed for the P02.2 Extreme Conditions Beamline at PETRA III and became available for general users in 2017. It enables the collection of reliable scXRD data at simultaneous high pressure and high temperature. We demonstrate the performance of the setup on example of studies of iron and chromium nitrides.
REFERENCES
1.
R. L.
Mills
, D. H.
Liebenberg
, J. C.
Bronson
, and L. C.
Schmidt
, Rev. Sci. Instrum.
51
, 891
(1980
).2.
T.
Yagi
, H.
Yusa
, and M.
Yamakata
, Rev. Sci. Instrum.
67
, 2981
(1996
).3.
T.
Kenichi
, P. C.
Sahu
, K.
Yoshiyasu
, and T.
Yasuo
, Rev. Sci. Instrum.
72
, 3873
(2001
).4.
B.
Couzinet
, N.
Dahan
, G.
Hamel
, and J.-C.
Chervin
, High Pressure Res.
23
, 409
(2003
).5.
M.
Rivers
, V.
Prakapenka
, A.
Kubo
, C.
Pullins
, C.
Holl
, and S.
Jacobsen
, High Pressure Res.
28
, 273
(2008
).6.
A.
Kurnosov
, I.
Kantor
, T.
Boffa-Ballaran
, S.
Lindhardt
, L.
Dubrovinsky
, A.
Kuznetsov
, and B. H.
Zehnder
, Rev. Sci. Instrum.
79
, 045110
(2008
).7.
R.
Boehler
, Rev. Sci. Instrum.
77
, 115103
(2006
).8.
G.
Shen
, M. L.
Rivers
, Y.
Wang
, and S. R.
Sutton
, Rev. Sci. Instrum.
72
, 1273
(2001
).9.
E.
Schultz
, M.
Mezouar
, W.
Crichton
, S.
Bauchau
, G.
Blattmann
, D.
Andrault
, G.
Fiquet
, R.
Boehler
, N.
Rambert
, B.
Sitaud
, and P.
Loubeyre
, High Pressure Res.
25
, 71
(2005
).10.
V. B.
Prakapenka
, A.
Kubo
, A.
Kuznetsov
, A.
Laskin
, O.
Shkurikhin
, P.
Dera
, M. L.
Rivers
, and S. R.
Sutton
, High Pressure Res.
28
, 225
(2008
).11.
R.
Boehler
, H. G.
Musshoff
, R.
Ditz
, G.
Aquilanti
, and A.
Trapananti
, Rev. Sci. Instrum.
80
, 045103
(2009
).12.
I.
Kupenko
, L.
Dubrovinsky
, N.
Dubrovinskaia
, C.
McCammon
, K.
Glazyrin
, E.
Bykova
, T.
Boffa Ballaran
, R.
Sinmyo
, A. I.
Chumakov
, V.
Potapkin
, I.
Kantor
, R.
Rüffer
, M.
Hanfland
, W.
Crichton
, and M.
Merlini
, Rev. Sci. Instrum.
83
, 124501
(2012
).13.
H. P.
Liermann
, Z.
Konôpková
, W.
Morgenroth
, K.
Glazyrin
, J.
Bednarčik
, E. E.
McBride
, S.
Petitgirard
, J. T.
Delitz
, M.
Wendt
, Y.
Bican
, A.
Ehnes
, I.
Schwark
, A.
Rothkirch
, M.
Tischer
, J.
Heuer
, H.
Schulte-Schrepping
, T.
Kracht
, and H.
Franz
, J. Synchrotron Radiat.
22
, 908
(2015
).14.
G.
Aprilis
, C.
Strohm
, I.
Kupenko
, S.
Linhardt
, A.
Laskin
, D. M.
Vasiukov
, V.
Cerantola
, E. G.
Koemets
, C.
McCammon
, A.
Kurnosov
, A. I.
Chumakov
, R.
Rüffer
, N.
Dubrovinskaia
, and L.
Dubrovinsky
, Rev. Sci. Instrum.
88
, 084501
(2017
).15.
G.
Shen
, L.
Wang
, R.
Ferry
, H.
Mao
, and R. J.
Hemley
, J. Phys.: Conf. Ser.
215
, 012191
(2010
).16.
M.
Bykov
, “Structural aspects of pressure- and temperature-induced phase transitions in low-dimensional systems
,” Doctoral thesis (University of Bayreuth
, 2015
).17.
J. F.
Adler
, J. Geophys. Res.
110
, B01203
, https://doi.org/10.1029/2004jb003103 (2005
).18.
S.
Minobe
, Y.
Nakajima
, K.
Hirose
, and Y.
Ohishi
, Geophys. Res. Lett.
42
, 5206
, https://doi.org/10.1002/2015gl064496 (2015
).19.
P.
Höhn
and R.
Niewa
, Handbook of Solid State Chemistry
(Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
, Weinheim, Germany
, 2017
), pp. 251
–359
.20.
D.
Laniel
, G.
Weck
, G.
Gaiffe
, G.
Garbarino
, and P.
Loubeyre
, J. Phys. Chem. Lett.
9
, 1600
(2018
).21.
B. A.
Steele
, E.
Stavrou
, J. C.
Crowhurst
, J. M.
Zaug
, V. B.
Prakapenka
, and I. I.
Oleynik
, Chem. Mater.
29
, 735
(2017
).22.
M.
Bykov
, E.
Bykova
, E.
Koemets
, T.
Fedotenko
, G.
Aprilis
, K.
Glazyrin
, H.-P.
Liermann
, A. V.
Ponomareva
, J.
Tidholm
, F.
Tasnádi
, I. A.
Abrikosov
, N.
Dubrovinskaia
, and L.
Dubrovinsky
, Angew. Chem., Int. Ed.
57
, 9048
(2018
).23.
W.
Sun
, A.
Holder
, B.
Orvañanos
, E.
Arca
, A.
Zakutayev
, S.
Lany
, and G.
Ceder
, Chem. Mater.
29
, 6936
(2017
).24.
M.
Bykov
, S.
Chariton
, H.
Fei
, T.
Fedotenko
, G.
Aprilis
, A. V.
Ponomareva
, F.
Tasnádi
, I. A.
Abrikosov
, B.
Merle
, P.
Feldner
, S.
Vogel
, W.
Schnick
, V. B.
Prakapenka
, E.
Greenberg
, M.
Hanfland
, A.
Pakhomova
, H.-P.
Liermann
, T.
Katsura
, N.
Dubrovinskaia
, and L.
Dubrovinsky
, Nat. Commun.
10
, 2994
(2019
).25.
M.
Bykov
, E.
Bykova
, G.
Aprilis
, K.
Glazyrin
, E.
Koemets
, I.
Chuvashova
, I.
Kupenko
, C.
McCammon
, M.
Mezouar
, V.
Prakapenka
, H.-P.
Liermann
, F.
Tasnádi
, A. V.
Ponomareva
, I. A.
Abrikosov
, N.
Dubrovinskaia
, and L.
Dubrovinsky
, Nat. Commun.
9
, 2756
(2018
).26.
W. P.
Clark
, S.
Steinberg
, R.
Dronskowski
, C.
McCammon
, I.
Kupenko
, M.
Bykov
, L.
Dubrovinsky
, L. G.
Akselrud
, U.
Schwarz
, and R.
Niewa
, Angew. Chem., Int. Ed.
56
, 7302
(2017
).27.
M.
Bykov
, S.
Khandarkhaeva
, T.
Fedotenko
, P.
Sedmak
, N.
Dubrovinskaia
, and L.
Dubrovinsky
, Acta Crystallogr., Sect. E: Crystallogr. Commun.
74
, 1392
(2018
).28.
I.
Kantor
, V.
Prakapenka
, A.
Kantor
, P.
Dera
, A.
Kurnosov
, S.
Sinogeikin
, N.
Dubrovinskaia
, and L.
Dubrovinsky
, Rev. Sci. Instrum.
83
, 125102
(2012
).29.
M.
Widenmeyer
, E.
Meissner
, A.
Senyshyn
, and R.
Niewa
, Z. Anorg. Allg. Chem.
640
, 2801
(2014
).30.
F.
Rivadulla
, M.
Bañobre-López
, C. X.
Quintela
, A.
Piñeiro
, V.
Pardo
, D.
Baldomir
, M. A.
López-Quintela
, J.
Rivas
, C. A.
Ramos
, H.
Salva
, J.-S.
Zhou
, and J. B.
Goodenough
, Nat. Mater.
8
, 947
(2009
).31.
A. G.
Kvashnin
, A. R.
Oganov
, A. I.
Samtsevich
, and Z.
Allahyari
, J. Phys. Chem. Lett.
8
, 755
(2017
).32.
Z.
Zhao
, K.
Bao
, F.
Tian
, D.
Duan
, B.
Liu
, and T.
Cui
, Phys. Rev. B
93
, 214104
(2016
).33.
M.
Hasegawa
and T.
Yagi
, J. Alloys Compd.
403
, 131
(2005
).© 2019 Author(s).
2019
Author(s)
You do not currently have access to this content.