合肥先进光源(HALF)

1、线站简介

软X射线显微谱学相干成像线站充分利用了第四代同步辐射高相干高亮度的特性,开展高通量的纳米分辨成像研究,成像速度和空间分辨能力相较上一代光源有近两个量级和三倍的提升。结合软X射线谱学的化学分辨能力、偏振分辨能力和水窗,可以对能源材料、轻质复合材料、生命细胞、量子材料等诸多领域中的非均质体系开展系统的谱学成像研究。实验站在微区低能XRF探测,软X射线与TEM关联成像,高速高分辨摄像等方面有独特设计和优势。

图1 光束线布局图

图2 实验站工程设计图


2、关键参数

表1 线站关键指标

能量范围

250-2500 eV

能量分辨能力

15000@400eV

光子通量

1´1012 phs/s before ZP

相干光子通量

2.5´1011 phs/s before ZP

相干成像空间分辨率

3 nm

低温

130 K


3、科学目标

线站的科学目标是对非均匀体系开展化学分辨成像研究。在能源与催化领域,对离子输运和元素价态演化过程进行成像研究,如监视全固态离子电池的电极电解质界面的动态演化;在轻质复合材料方面,运用元素/价态/偏振敏感的谱学成像技术对有机光伏、场效应管、人造皮肤等材料体系开展形貌学研究;在生命健康领域,结合电镜和超分辨荧光技术,利用软X射线独特的水窗波段(284-543eV),对冷冻生物细胞进行高分辨高衬度成像研究。

图3β-Li3N的锂金属界面非原位STXM结果[1]

图4Si颗粒的胞内迁移路径及表面功能化影响[2]

[1]Weihan Li, Minsi Li, Shuo Wang, Po-Hsiu Chien, Jing Luo, Jiamin Fu, Xiaoting Lin, Graham King, Renfei Feng, Jian Wang, Jigang Zhou, Ruying Li, Jue Liu, Yifei Mo, Tsun-Kong Sham & Xueliang Sun, Nature Nanotechnology, 20, 265-275 (2025)

[2] Flávia E. Galdino, Renata S. Rabelo, Isabella Scarpa, Juliana S. Yoneda,Sílvio R. Consonni, Adriana F. Paes Leme, Andrew M. Smith, Maria Harkiolaki,and Mateus B. Cardoso, Small, 2409065 (2024)


4、可为企业提供的服务

研发服务:如离子电池充放电过程中的化学元素价态演化行为的成像研究;轻质复合材料的化学分辨成像研究


5、最新进展

实验站关键设备高精度位移台、压电扫描台、激光干涉仪、SDD探测器等陆续到货;光束线前端已经落位,实验站5米长的花岗岩底座也已经吊装到位。



图5 到货设备及吊装现场

6、线站负责人:罗震林  zlluo@ustc.edu.cn