1、线站简介
高通量原位工况中能谱学系统基于软—韧—硬X射线兼容运行，具有高能量分辨率、高空间分辨率、高光强，以及可调的光斑尺寸。
图1高通量原位工况中能谱学光束线总览
高通量原位工况中能谱学系统共有HOPE、TEA和IDEA三个实验站，可以在超宽能区范围内实现多种谱学方法测试，包括（近常压）X射线光电子能谱、微聚焦X射线光电子能谱和宽能区X射线吸收/发射谱等，重点实现材料物质结构和电子结构精准测量、界面无损微区分析、多相界面原位/工况研究等特色功能，为能源储存与转换、半导体产业和新兴材料等领域内用户提供“一体化”谱学表征平台。
图2 高通量原位工况中能谱学实验站总览
2、关键参数
表1 线站关键指标
参数 | 设计指标 |
能量范围 | 700-10000 eV |
光子通量 | 3.3×1012phs/s @ 4 keV |
能量分辨率 | 5000 @ 4 keV; 10000 @ 867 eV |
HOPE实验站 | |
空间分辨率 | 3 (v) ×3(h) μm2 @ 4000 eV |
探测深度 | 5-10 nm界面层 |
TEA实验站 | |
最大工作压力 | 100 mbar（后期拓展至1 bar） |
最大电流密度 | 100 mA/cm2 |
IDEA实验站 | |
发射谱仪分辨率 | 430 meV @ 4000 eV |
最大气相反应压力 | 10 bar |
3、科学目标
针对能源电池、催化转化、半导体产业、环境科学和新兴材料等领域中复杂界面精准表征的重大需求，高通量原位工况中能谱学系统发展高时间分辨、高空间分辨和高能量分辨的同步辐射X射线芯能级谱学技术，实现功能材料，特别是电极材料中物质结构和电子结构的无损分析，复杂多相界面中化学态的空间分辨，纳米尺度的界面电子结构获取，以及功能材料界面在服役条件下的动态演化过程，为电池研发、“三效”催化剂创制、半导体缺陷检测以及环境演变追踪提供谱学表征平台。
图3界面研究表征平台服务重大产业需求
4、可为企业提供的服务
高通量原位工况中能谱学系统可为能源电池、工业催化、半导体等领域企业提供表面-界面-体相全尺度的X射线谱学技术支撑，包括HAXPES、APXPS、μ-XPS、XAS、XES等，帮助用户深入理解材料在实际服役情况下的物质结构与电子结构变化。
5、最新进展
为拓展TEA实验站的应用范围，BL 08系统TEA实验站优化了真空系统设计（图4），在保留现有固-液腔体的同时，预留了固-气腔体接口和导轨，两个腔体可以通过导轨实现切换。为了增强实验站的稳定性，TEA实验站底座调整为两层钢型材支架，可以调节高度和水平位移。并增加大理石底座固定，使整个系统的重心处于支撑中间，有效提高了系统的稳定性。
图4 TEA实验站真空腔体和支撑系统
（a）TEA实验站总览；（b）各模块介绍
为拓展实验站工况实验方法，基于膜电极（MEA）构型和实验站的硬件设计，TEA实验站设计了一套电化学流动反应池（图5），可以实现在工况条件下（0-100 mL min-1，80 ℃）固-液-气界面的动态追踪。
图5 基于近常压X射线光电子能谱的高电流密度工况反应池设计
6、线站负责人：叶逸凡 yifanye92@ustc.edu.cn
