科学领域

国家同步辐射实验室（National Synchrotron Radiation Laboratory，NSRL）位于中国科学技术大学，是我国首个国家级同步辐射实验室，是我国重要的大科学装置和综合性科研平台，是依托同步辐射光源开展多学科交叉研究的重要国家级科研基地。

NSRL建成了我国第一台自主设计建设的专用同步辐射装置——合肥光源（Hefei Light Source，HLS）。HLS拥有覆盖真空紫外、软X射线及部分中能X射线区域的多类型实验线站，可满足凝聚态物理、材料科学、化学动力学和生命科学等领域的多样化研究需求。在先进功能材料研究方面，利用光电子能谱（PES）、角分辨光电子能谱（ARPES）以及软X射线磁圆二色性（XMCD）等技术，可深入研究强关联电子体系、自旋–轨道耦合、磁性材料、铁电材料、二维材料、拓扑量子材料、能谷体系以及异质界面中的电子结构和量子调控机制。在能源与催化领域，依托表面催化、原位谱学和质谱分析等实验平台，可开展表面/界面反应动力学、催化机理、燃烧过程、能源转换与存储、碳资源利用及碳捕集与封存等方向研究。同时，计量与诊断相关线站还支撑加速器物理、辐射效应、精密测量和探测器标定等基础研究。自建成以来，NSRL长期面向国内外科研用户开放运行，为物理、化学、材料、能源、环境、生命科学以及先进制造等领域提供先进实验表征能力，已成为我国同步辐射科学研究和应用发展的重要支撑平台。

在长期开放运行过程中，合肥光源持续服务国内外科研用户，围绕先进材料、能源催化、燃烧化学、环境科学和精密测量等领域取得了一系列重要成果，并在国际高水平期刊发表了大量具有影响力的研究论文。实验室在航空发动机燃烧机理、煤化工能源转化、先进薄膜材料、大面积光栅制造以及标准探测器研制与标定等方向形成了特色优势。与此同时，实验室积极推进新型同步辐射技术、先进实验方法及加速器物理研究，并持续开展合肥先进光源（Hefei Advanced Light Facility, HALF）的建设规划，以进一步提升我国在前沿科学研究和重大工程技术领域的自主创新能力。

研究方法

谱学

同步辐射X射线谱学技术通过分析X射线与物质相互作用过程中产生的吸收、发射或电子逸出信号随能量变化的特征，获得材料的元素组成、化学键合状态、电子结构以及局域微观环境信息，是研究物质结构与功能关系的重要手段。同步辐射光源具有高亮度、宽能谱和高能量分辨能力，可为多种先进谱学实验提供高质量光源。依托合肥光源，已建立包括软X射线吸收谱（XAS）、X射线光电子能谱（XPS）、角分辨光电子能谱（ARPES）、红外光谱、光电离质谱（PIMS）以及极紫外光谱（EUV）等多种谱学研究平台，可广泛应用于量子材料、能源催化、表界面化学、生命科学及反应动力学研究。未来，合肥先进光源（HALF）将进一步发展时间分辨超快谱学技术，包括X射线铁磁共振（XFMR）等先进实验方法，实现对材料电子、自旋及结构动态演化过程的实时探测。

显微/成像

同步辐射成像技术利用X射线与物质之间的吸收、散射和相位调制等相互作用，实现材料内部结构和功能特征的空间分辨可视化。相比传统成像方法，基于同步辐射的显微技术具有高空间分辨率、高元素选择性和无损探测优势，可用于解析从纳米结构到复杂生物体系的多尺度信息。目前，合肥光源已具备红外显微成像、软X射线显微成像等研究能力，在细胞结构分析、先进材料表征、半导体器件检测以及环境颗粒物研究等领域发挥重要作用。未来，合肥先进光源将进一步建设光电子激发显微镜（PEEM）、X射线扫描透射显微镜（STXM）等先进成像平台，实现更高空间分辨率和化学选择性的微观结构解析。

散射/衍射

同步辐射X 射线散射与衍射技术利用X射线与材料内部周期性结构、电子密度分布以及分子组装结构之间的相互作用，通过分析散射信号和衍射图案获得材料的晶体结构、短程有序结构、分子组装行为以及动态演化信息。该类技术广泛应用于晶体材料、纳米结构、高分子体系、生物大分子以及复杂软物质体系的结构研究。通过小角/广角X射线散射（SAXS/WAXS）、X射线衍射（XRD）等方法，可揭示材料从原子尺度到纳米尺度的结构特征及其变化规律。未来，合肥先进光源将进一步发展X射线弹性共振散射（REXS）等先进散射技术，实现对磁性、电荷序、轨道有序以及复杂量子材料中多自由度耦合行为的精确探测。