​研究内容

发布时间:2021-01-27

研究内容 

催化与表面科学光束线(BL11U)是由undulator引出,能量覆盖范围为20 – 600 eV,能量分辨率高达15000@29 eV, 实验站由分析腔体、制备腔体、MBE腔体、样品传递腔体和快速进样腔体组成,集成了多种表面分析技术,为固体催化剂的表面结构与催化机理研究、半导体材料表界面电子结构的研究、表面自组装分子的电子结构的研究以及纳米材料的电子结构研究等提供一个强大的研究平台。

 

1.材料电子结构分析 

 

材料科学领域的应用

同步辐射光连续可调的优势能够满足各种合成材料(催化剂、能源材料、半导体材料、二维材料等)的近边吸收精细结构(NEXAFS)的测量,进而能够给出材料中相应元素的配位信息;结合同步辐射光亮度高的优势,通过对材料进行高分辨的同步辐射光电子能谱(HR-SRPES)和高分辨X射线光电子能谱(HR-XPS)的测试,可以详细提供材料中元素的价态信息,这为全面理解材料的特性提供了有力的支持。

2.催化反应机理研究

 

同步辐射光电子能谱的高强度和高分辨特性原位研究催化反应机理

相比于常规X射线(铝靶、镁靶或银靶X射线光源),催化与表面科学实验站提供20 – 600 eV连续可调的同步辐射光更具有表面灵敏性,为原位研究模型催化反应过程中中间体的电子结构信息,理解模型催化的反应机理,设计高选择性和高催化活性的催化剂体系提供了强大的技术支撑。

3.表面自组装结构的原位研究

 

分子在金属单晶表面自组装结构研究

催化与表面科学实验站配备有原位处理样品的制备腔体以及能够实现原位生长分子的MBE腔体,这为原位研究自组装体系提供了良好的平台。由于同步辐射光具有亮度高、表面灵敏等特性,通过采用HR-SRPES的手段能够精准反应表界面分子的结构信息,结合NEXAFS技术,这将为原位研究前驱体分子在固体表面的自组装结构和反应路径,揭示表面限域自组装和反应的机制提供了非常好的技术支撑。

4.能源材料与器件

 

能源材料领域的应用

光电子能谱技术是研究能源材料与器件(太阳能电池、锂硫电池等)中界面结构的最有效的手段之一,通过原位实验方法构筑需要研究的界面,能够有效获得界面结构的演化过程,揭示界面能级结构以及化学反应信息。另外,采用合理的实验设计还可以实现器件在工况(充放电、光、热等)条件下器件界面的原位研究。

5.真空/惰性气体保护情况下样品转移测试

 

样品转移系统

催化与表面科学实验站配备有超高真空转移腔体,可以帮助用户转移超高真空中制备的样品到实验站进行测试。此外,实验站工作人员还独立设计了手套箱转移腔体,能够实现样品在不暴露空气的情况下把样品转移到实验站进行实验测试。这为研究者们转移部分怕氧化和水分的样品来线站测试提供了良好的条件。