• 科研动态 多参量复合量子功能材料在光催化上的应用研究取得进展 　　近几十年来，环境污染已经成为全球范围内关注的问题。这其中对人类健康威胁较大的是水体中的有机物污染，主要来源于制药、杀虫剂、包装、印染等工业产生的废水，以及药物和杀虫剂的滥用。因此发展环境友好，可大规模化的有机污染物治理技术成为当务之急，比如光催化技术，可以直接利用光照来将各类有机化合物分解。 　　当前，氧化钛是最常用的商业化光催化剂，虽然它的材料成本低，但因为带隙宽，所以只在紫外光下才具有活性。当前的研究主要集中在两个方向：通过带隙工程提高材料在长波长波段的光活性；纳米化以提高表面积和减小电子-空穴复合，从而提高光催化效率。虽然通过减小光催化剂的尺寸能有效提高光催化效率，但是随之而来的问题是如何将其从溶液中有效去除以避免二次污染。一个有效的解决方法是在纳米光催化剂中引入磁性，这样就很容易通过外加磁场来实现回收。过去，研究人员通常是将光催化剂与磁性颗粒比如Fe3O4或Fe2O3等进行复合，形成异质结来实现这一功能。这种复合结构的制备过程比较复杂，热稳定性和光催化效率都有待提高。　　最近，陆亚林课题组提出了多参量复合功能材料的概念，目的是在单相材料中实现多种功能的集成。课题组选取了Au 2015-10-19
• 工程进展 FELiChEM专项研讨会顺利召开 　　9月20日上午，国家自然科学基金委重大科研仪器设备研制专项《基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置》项目研讨会于国家同步辐射实验室召开。来自厦门大学、复旦大学、中科院大连化学物理研究所及中国科学技术大学国家同步辐射实验室共17人参加了会议。会议由项目负责人、厦门大学孙世刚教授主持。 　　孙世刚教授首先发言，介绍本次会议由工程指挥部提出召开，其主要目的是通过红外光源工程指挥部与各实验站负责人的研讨，尽快确定光束线设计方案，确保项目顺利推进。 　　光束线总体负责人高琛教授介绍了光束线初步设计方案和光束传输模拟计算的情况。与会人员随即展开了热烈讨论，最终确定了红外激光光束线传输和聚焦到各个实验站的一些细节问题，及对光斑直径等设计指标提出了期望。 　　会上，项目各部分负责人并交流了近期进展及明确下一步工作计划。 2015-09-28
• 科研动态 同步辐射技术在研究新型能源转化材料方面取得重要进展 　　　 近期，中国科学技术大学国家同步辐射实验室刘庆华副研究员、潘志云副研究员和姚涛教授组成的研究小组在韦世强教授的带领下，利用同步辐射X射线吸收谱学(XAFS)技术在研究电催化水氧化CoOOH二维功能材料的形貌结构和性能调控中取得重要进展，在化学学科顶级期刊《德国应用化学》上发表研究论文（Angew. Chem. Int. Ed. 54, 8722 (2015)），阐述了他们的研究成果。　　　 随着全球经济和技术的快速发展，传统的石油和化石能源的过度消耗引起了严重的环境污染和能源短缺等世界性问题，开发新型能源技术已成为当前人类发展所面临的重要目标。通过光或电催化水分解获得清洁的氢能是解决上述问题的有效途径之一，亟需高效、稳定和廉价的水分解催化剂材料。过渡金属氧化物半导体材料具有地球储量丰富和化学性能稳定的突出优点，被认为是用作水分解催化剂最有前途的材料。但是由于其高的水分解过电势和低的单位质量活性，限制了其在光电催化水分解领域的应用前景。该研究组以过渡金属羟基氧化物 　　　 CoOOH为模型材料，采用“原子尺度相转换”的方法获得了一种CoOOH二维超薄纳米片材料，将其电催化水氧化产 2015-09-25
• 科研动态 表面辅助有机合成低维单原子层碳纳米材料研究取得重要进展 　　　 　　　 低维碳纳米材料因其优异的物理化学、电子性质，轻便和经济性近年来一直受到广泛的关注。例如，具有零带隙能带结构的明星碳材料石墨烯在各个领域都有着广泛的应用。然而石墨烯因其零带隙能带结构而无法像硅材料一样在半导体器件应用中发挥作用。目前亟待解决的问题是怎样打开石墨烯的带隙，最常见的调控石墨烯能带的方法是对其进行掺杂或者周期蚀刻。近三年来，中国科学技术大学国家同步辐射实验室朱俊发教授课题组，一直致力于采用“自下而上”衬底辅助的表面反应合成具有周期性规则缺陷的孔状石墨烯二维材料来替代零带隙的石墨烯。该课题组利用超高真空扫描隧道显微镜及同步辐射光电子能谱技术研究了经过精确设计的前驱体分子在金属单晶表面上的有序自组装，并通过乌尔曼反应合成出目标有序低维碳纳米材料的过程；探索了不同前驱体分子、衬底材料和晶面的选取等因素对目标产物结构的影响，并取得了一系列重要研究进展和成果。这些成果相继发表在化学学科顶级期刊Angewandte Chemie International Edition, 2013, 52, 4668-72，ACS Nano, 2014, 8, 709-718, Jour 2015-07-22
• 科研动态 新型三元层状Cu-Mo-S化合物研究取得重要进展  　　　　  近年来，以石墨烯为代表的二维材料由于其独特的物理和化学性质而被广泛的研究。在众多的二维材料中，过渡金属硫族化合物在能源、催化等方面具有优异的性能而备受关注。但是，由于其本身由多种元素组成，在合成、结构表征方面目前存在一定的技术难题。针对这些关键问题，中国科学技术大学国家同步辐射实验室博士生陈文星、陈海平、张科等在宋礼教授的指导下，近期在三元层状化合物的研究领域取得了重要进展。  Figure: Ternary layered Cu2 2015-05-29
• 科研动态 利用同步辐射技术在研究高分子远离平衡条件下的成核方面取得重要... 　　　 我室李良彬研究员和博士生崔昆朋等结合自制伸展流变仪和同步辐射超快X射线散射技术研究了聚丙烯在远离平衡条件下的成核机理。相关研究工作发表于近期的Macromolecules （2015, 48, 694−699）期刊上。　　　 高分子在流动场下的结晶是一种典型的外场驱动的相变。由于在高分子材料在加工过程中不可避免地要引入流动场，因此研究流动场诱导高分子结晶具有重要的工业价值。此外，高分子具有多尺度结构和多重松弛模式，是研究相变尤其是远离平衡条件下相变的一种理想材料。尽管对流动场诱导结晶已经有超过半个世纪的研究。然而，由于实验条件的限制，目前对其非平衡特性还缺乏认识和理解。流动场诱导高分子结晶究竟是由热力学驱动还是非平衡效果至今仍不清楚。　　　 针对上述问题，研究人员结合自行研制的伸展流变仪和超快同步辐射X射线散射（时间分辨为30ms），构建了聚丙烯在接近加工条件下的应变-温度相图。结果表明诱导成核的临界应变在一个很宽的温度窗口内不随温度发生变化，与基于近平衡条件经典熵减模型的预测完全相反。这一结果证明了经典熵减模型在远离平衡条件下的失效，并且揭示了流动场诱导结晶的非平衡特性。研究 2015-05-21
• 科研动态 同步辐射技术在研究二维磁性半导体材料方面取得重要进展 　　　 近期，中国科学技术大学国家同步辐射实验室闫文盛副研究员、孙治湖副研究员和刘庆华副研究员组成的研究小组在韦世强教授的带领下，利用同步辐射软X射线吸收谱学技术在研究二维超薄MoS2半导体磁性材料的结构、形貌和性能调控中取得重要进展，在化学学科顶级刊物《美国化学会志》上发表研究论文（J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2622），阐述了他们的研究成果。　　　 二维超薄半导体纳米片具有宏观上的超薄性、透明性、柔韧性和微观上优异的电学、磁学和光学性能，是实现自旋电子器件微型化和功能最大化、制备大面积和高质量的纳米自旋电子器件等领域极具发展潜力的材料。在众多二维超薄半导体纳米片中，MoS2纳米片具有类似于石墨烯的高载流子迁移率、可调的载流子类型以及高开/关比等优异的电学性质而引起了人们极大的研究兴趣，但它们的本征非铁磁性限制了它们在自旋电子器件中的实际应用，因此如何赋予MoS2二维超薄半导体纳米室温铁磁性就成为一个具有学术和应用研究两方面重要价值的科学问题。该研究组基于常温下具有三角棱柱配位环境（2H相）的MoS2中Mo原子磁矩为零，而八面体配位（1T相）的MoS2 2015-03-31
• 科研动态 同步辐射技术在天然橡胶结晶自增强机理研究中取得进展 　　我室李良彬研究员和近代力学系梁海弋教授等合作，结合自制的微型拉伸装置和同步辐射微聚焦X射线衍射技术研究了天然橡胶的结晶自增强机理。相关研究工作发表于近期的Scientific Reports. 2014, 4, 7502。 　　天然橡胶的综合性能优于目前所有的合成橡胶，在一些特殊环境如飞机轮胎、重型装备减震等方面具有不可替代的作用。由于天然橡胶来自于只能生长于热带雨林气候环境橡胶树，受地域和气候影响大，世界各国把天然橡胶都列为战略物质。而如何模仿自然，合成与天然橡胶性能媲美的合成橡胶一直是各国追寻的目标。模仿自然首先需要认识天然橡胶优异性能背后的微观机制。应变诱导结晶是天然橡胶独特的性能，可能是其优异力学性能的结构缘由之一。传统结晶自增强机理认为橡胶在拉伸过程中发生应变诱导结晶，形成的晶体在本体中扮演了物理填充和交联点的角色，增加了橡胶的模量和强度。但这一模型还不能完全解释天然橡胶优异的抗缺口扩张能力。 　　针对上述问题，研究人员结合研制的微型拉伸装置和同步辐射微聚焦X射线扫描技术，获得了天然橡胶在不同应变下缺口周围二维结晶度分布，发现存在软硬交替的双网络结构。理论分析显示相对于结 2015-03-26
• 科研动态 降解VOCs光催化材料和机理研究取得重要进展 2015-03-02
• 科研动态 高于室温下工作的新型单相多铁材料研究取得进展 　　最近，陆亚林教授课题组的博士生王建林利用磁性插层的新方法，成功获得了具有完全自主知识产权的新型单相多铁材料，并实现了高于室温（100摄氏度）、且远离共振条件下的磁电耦合，被国际同行评论为多铁材料领域近年来的一个非常显著的进展。　　多铁材料是一种同时具有铁电极化有序和铁磁自旋有序的材料，可用于多态存储，高灵敏度传感器和自旋电子器件等领域。由于单相结构比多相复合结构具有很大优势，发展单相多铁材料是这个领域近年来的一大趋势，但之前在单相多铁材料领域的研究以及所涉及到的为数不多的材料体系中除了铁酸铋（BiFeO3，BFO）具有室温多铁性外，其它几乎都是在远低于室温或者在共振条件下。但BFO有其材料本身不可克服的缺陷：比如其磁性是弱的反铁磁性，以及大的漏电流，这几乎完全限制了BFO的发展和实际应用。因此，发展新的、在高于室温下具有铁电铁磁共存的、以及具有高于室温的而且远离共振条件的磁电耦合的单相材料，是近年来多铁材料领域发展的一个挑战。　　研究人员通过选择合适的铁电层状钙钛矿结构母体材料，采用磁性插层的方法，获得了具有Aurivillius结构的SrBi5Fe0.5Co0.5Ti4O18新材 2014-12-26
• 科研动态 同步辐射技术在外场诱导高分子成核机理中的研究进展 　　同步辐射实验室李良彬研究员和博士生刘栋等近期通过结合伸展流变仪和同步辐射小角X射线散射/宽角X射线衍射原位研究了聚乙烯在近平衡条件下的伸展流动场诱导成核机理。相关研究工作发表于近期的Macromolecules.2014,47(19),6813–6823。　　流动场诱导高分子结晶不仅是重要的非平衡物理问题，也是指导高分子材料加工的基础。然而虽然经历数十年的努力，至今仍然没有统一的理论和解释。针对上述问题，研究人员利用自行研制的伸展流变装置与同步辐射小角和宽角X射线散射，原位跟踪拉伸流场诱导交联聚乙烯的成核过程，建立温度-应变对成核的等效关系，发现拉伸流场诱导四种不同的晶核结构和形态。针对实验发现，研究人员引入与不同晶体形态结构对应的焓和表面自由能，改进了经典拉伸网络成核模型，揭示了近平衡条件下片晶到串晶转变的成核机理。审稿人认为这一发现对流动场诱导结晶这一领域的现况做了很好的总结，并提出了不同条件下的成核机理，是近平衡条件下阐明流动场诱导高分子结晶热力学机理的努力，在高分子物理领域将引起广泛兴趣。　　以上研究工作得到国家自然科学基金委、科技部“973”项目、中央高校基本科研业务费专 2014-12-03
• 科研动态 同步辐射技术在剪切诱导高分子结晶前预有序研究中的应用进展 　　我室李良彬研究员等利用同步辐射微焦点X射线衍射研究了流动场中高分子预有序的形成及其结构。原位跟踪了流动场中预有序的产生及其演化过程，建立了时空间分辨的研究方法，相关研究工作发表于近期的Macromolecules2014, 47, 4408 – 4416。 　　高分子材料是一种晶体与无定形共存的半结晶性的材料，其晶体的结构、形态及晶体含量等影响制品最终的性能。高分子加工成型中经历的流动场能够改变晶体形态，例如从“球晶”到“羊肉串晶”，加速结晶过程，改变晶体结构等。这些改变主要来自于流动场在结晶前对高分子熔体的取向、结构等的影响，因此预有序的研究是构建流动场诱导结晶完善结晶理论的重点课题。目前针对预有序结构的研究所使用的最常用的方法为宽角与小角X射线衍射联用。研究结果显示小角X射线散射在宽角信号出现之前即有强度及峰值的变化，因此推断出预有序的结构为非晶体的。然而宽角与小角X射线衍射探测灵敏度的差异性成为众多研究者争议的热点问题。预有序含量少、浓度低且分布不均匀，同时常规的X射线光斑大，得到的信号大部分来自于无规熔体，只有极少部分来自于预有序。 　　针对上述问题，研究人员利用自行研制的 2014-11-07
• 科研动态 同步辐射技术在二氧化钒薄膜相变的应力调控方面取得重要进展 　　我室邹崇文副研究员和樊乐乐以及罗震林博士等利用同步辐射X射线衍射和倒空间成像技术(Reciprocal Space Mapping)在研究二氧化钒超薄膜的外延生长和界面应力调控相变方面取得重要进展，相关研究工作发表于近期的Nano Lett., 14 (2014) 4036　　二氧化钒材料表现出独特的可逆的金属绝缘体相变，这种相变将导致VO2 的电、磁和光学性质会发生突变，比如在相变过程中其电阻率和红外线透射率的突变等，因而在相变存储和“智能窗”的应用上具有极大的前景。但是这种相变临界温度为68 度，作为实际应用仍然相对过高。因此调控二氧化钒相变过程，从而降低相变温度一直是研究的热点问题。目前常用的方法就是利用钨，铌等原子掺杂来降低其相变温度到室温附近。虽然通过上述掺杂调控尽管能够使得相变温度大大降低，可是其原先所具有的突变的光电功能特性，比如巨大的电阻率和红外透射率的变化会大大削弱，从而丧失了其作为智能窗材料的实际用途。利用薄膜外延沉积的手段在二氧化钒薄膜内产生界面应力，从而降低二氧化钒薄膜的相变温度被证明为一个可行的手段。但是界面应力的引入对二氧化钒薄膜的晶格结构的影响以及相应 2014-10-17
• 工程进展 中国科学院条件保障与财务局组织合肥光源重大升级改造项目加速器... 　　中国科学院条件保障与财务局于2014年10月16日组织了“合肥光源重大升级改造项目”加速器系统工艺测试。测试组由高能物理研究所王九庆研究员担任组长，成员有高能物理研究所陈森玉院士、秦庆研究员、程健研究员、裴国玺研究员、岳军会副研究员和上海应用物理研究所殷立新研究员、刘建飞研究员、谷鸣研究员、沈立人研究员、顾强研究员、冷用斌研究员等。合肥光源重大升级改造项目工程指挥部成员、工程主要技术骨干参加了测试。　　中国科学院条财局樊潇潇介绍了“合肥光源重大升级改造项目”建设的总体情况 2014-10-17