合肥先进光源(HALF)

1线站简介

为了在多视角下全方位研究复杂功能材料中磁学性质所涉及到的自旋、轨道、晶格、电荷等特征物理参量以及相互间耦合效应,高灵敏自旋时空分辨线站采用了一线两分支三站(超导磁铁实验站、矢量磁铁实验站和PEEM)的设计方案,进而实现谱学与成像的综合表征。超导站,结合束线的双EPU、束线斩波器和锁相放大技术的联合利用实现高灵敏度弱磁性探测(提高约2量级左右);矢量磁铁站,利用KB镜将光斑聚焦到3个微米,结合铁磁共振技术,实现相位时间分辨为5ps的动力学测量;PEEM站利用双层冷却技术实现液氦环境(20K)和空间分辨率约20nm的PEEM成像与谱学探测技术。

图1 光束线工程设计布局图


图2 实验站工程设计布局图


2、关键参数

表1 线站关键技术指标

能量范围

250-2000 eV

光斑尺寸

超导站: 200×40 mm

PEEM站: 26×53 mm

矢量磁铁站: 3×3 mm

光通量

5×1011 phs/s@867eV (分支A)

1×1012 phs/s@867eV (分支B)

能量分辨率

12000@867eV

时间分辨率

矢量磁铁站:5ps

空间分辨本领

PEEM站:20nm

磁场强度

超导站:7T@ x轴;2T@ y轴

矢量磁铁站:0.9T

温控范围

超导站:4K-350K

矢量磁铁站:20K-300K

PEEM站:20K-300K


3、科学目标

基于建立的X射线磁圆二色(XMCD)、X射线磁线二色(XMLD)、X射线光发射电子显微(PEEM)和X射线铁磁共振(XFMR)等综合谱学与成像表征方法,实现多视角下的、全方位的、高质量的、从自旋、轨道、晶格、电荷等特征物理参量以及相互间耦合效应研究自旋电子材料宏观物性的能力,为我国用户在自旋电子材料创新制备、新型器件的研发和应用以及与自旋相关的新物理、新现象等领域的研究上提供强有力的技术支撑,进而助推自旋电子学器件和自旋电子学的发展,为我国未来信息技术更新换代以及在自旋电子器件的国际竞争中处于领先地位贡献力量。

单原子磁性单原子磁性界面磁性界面磁性拓扑磁性

4、可为企业提供的服务

为企业样品提供磁性检测和电子/原子层次的深度表征。


4、线站负责人闫文盛  ywsh2000@ustc.edu.cn