研究领域

国家同步辐射实验室是一个综合性学科交叉平台,主要面向先进功能材料、能源与环境、物质与生命科学交叉等领域的研究。

合肥光源的研究领域涉及广泛,包括利用光电子能谱、ARPES和软X射线磁性圆二色来研究物理体系中的自旋-轨道耦合、强关联体系、纳米材料、磁性材料、铁电材料、二维材料、拓扑材料、能谷体系材料以及异质结界面等。利用催化与表面线站可以研究原子分子物理的表面/界面,催化和化学动力过程等;利用燃烧和质谱线站可以进行光电池、能量存储、燃烧、催化、碳捕捉和碳封存等领域的研究;利用计量线站也可以开展加速器物理、辐射损伤、测控等领域的研究。满足国内外用户需求的基础上,也积极开展新型同步辐射即使以及加速器物理方面的相关自主研究,目前也正在积极筹备合肥先进光源的研制工作。

通过一系列的研究,合肥光源在长期的运行开放中取得了一系列重要的研究成果,每年发表的论文数量逐年递增,在国际著名学术期刊《科学》《自然》中皆有重要研究成果发表;在航空发动机燃烧、煤化工能源转化、先进薄膜材料、大光栅技术和标准探测器定标与传递等领域,做出了开创性的研究工作。

以下列举了我们的线站覆盖的研究领域中一些基本的方面,每个子标题下面对应着该领域一些典型的例子。

 

物理

量子材料电子结构、自旋-轨道耦合、异质结界面、原子分子物理、加速器物理

化学

表面/界面,催化、气相化学动力过程、晶体学和物理化学

材料

强关联材料、纳米材料、磁性材料、铁电材料、二维材料、拓扑材料、能谷体系材料、高分子聚合物、半导体、水和其它先进材料

能源

燃烧反应动力学、有机合成、石油化工、环境监测、生物燃料、能量存储、燃烧、催化

生命

高分子材料结构、细胞组织化学成像、古生物学、水生物、生物化学、临床分析

应用

光学元件性能测试、探测器标定、计量、测控、新型同步辐射技术

 


研究方法


实验技术共分为三类:谱学,显微镜/成像和散射/衍射技术。

 

谱学

谱学技术是样品与X光作用时产生或吸收的的粒子随能量的变化,被广泛地用来探测样品的化学键和电子的运动。合肥光源具备软X射线吸收谱、光电子能谱、角分辨光电子能谱、红外光谱、光电离质谱、极紫外光谱等测量手段,未来合肥新光源即将建设时间分辨的超快测量谱学手段X射线铁磁共振技术。

 

显微/成像

成像技术利用X光与样品的相互作用来对样品特性进行空间成像,具有精细的空间分辨率,被广泛地应用于细胞生物学、光刻、红外显微镜、辐射学以及X光形貌学。合肥光源具备红外光谱显微成像、软X射线显微成像等测量手段,未来合肥新光源即将建设光电子激发显微镜、X射线扫描透射显微镜等成像手段。

 

散射/衍射

这些技术利用固体材料中紧密排列的原子与X光作用偏折产生的图案,来研究晶体、大分子如蛋白质等生物材料的结构。未来合肥新光源即将建设X射线弹性共振散射手段。