近日，中国科学技术大学国家同步辐射实验室磁圆二色实验站（XMCD）首次实现了基于矢量八极电磁铁的XMCD/XMLD测量，在坡莫合金铁磁薄膜和CoO反铁磁薄膜样品测试中，分别获得了高质量的金属铁元素XMCD信号和CoO XMLD信号。这标志着合肥光源XMCD线站全面建成了XAS/XMCD/XMLD等多种软X射线吸收谱学技术，为广大用户开展材料电子结构和磁性结构研究提供有力支撑。
同步辐射X射线磁性圆二色（XMCD）是基于磁性材料对左旋和右旋圆偏振X射线的吸收差异而产生的二色性现象，能定量区分电子自旋磁矩和轨道磁矩，有助于理解磁各向异性等磁学性质的物理起源。利用同步辐射光子能量连续可调的特点，XMCD方法具有优异的元素分辨能力，可以明确不同元素对自旋电子材料宏观磁性的贡献，为深入了解自旋电子材料的宏观物性提供物理基础。同步辐射X射线磁性线二色（XMLD）是利用线偏振X射线来研究磁性材料的二色性，是目前研究反铁磁材料微观自旋结构的唯一有效手段。
在2018年至2020年期间，合肥光源在中科院重大科技基础设施升级改造项目的支持下，束线部、信息部等部门与实验部通力协作，对XMCD实验线站（BL12b）进行了升级改造。与此同时，国家同步辐射实验室与苏州大学在BL12线共建了针对能源材料研究的原位谱学分支线和实验系统，整体项目于2020年10月份顺利通过了验收，指标均达到验收要求。现有XMCD实验线站为“一线三站”的布局，极大拓展了合肥光源软X射线吸收谱学应用领域，可以缓解国内用户对软线吸收谱学测试的迫切需求。
与改造前相比，新的XMCD实验线站性能在磁铁性能、信号探测模式以及用户操控性方面都得到了重大提升，改造前后主要性能对比见表1。现有实验站搭建了先进的矢量八极电磁铁超高真空系统，样品处最高磁场可达约1特斯拉且方向任意可调，样品变温范围10K-300K，实现了TEY/TFY/XEOL等多种信号探测模式。实验站配备有自主开发的矢量磁铁电源控制系统、真空连锁系统，以及多种数据采集模式。用户操作界面友好，具有较高的自动化程度和数据采集效率。改造后XMCD线站将为国内外广大用户提供一个强大的磁学领域研究平台。
表1 XMCD线站改造前后实测性能指标对比
线站实测性能指标 | 改造前 | 改造后 |
束线能量分辨率（E/⊿E） | <1000@244eV | 2000@244eV |
测试腔体本底真空度 | 5×10-7 Pa | 8×10-8 Pa |
电磁场强度峰值 | 0.15 T | ~1 T |
变温范围 | 室温 | 10K-300K |
光斑大小（长x宽） | 3mm x 2mm | 1mm x 0.5mm |
探测模式 | TEY | TEY/TFY/XEOL |
(a) 坡莫合金Fe元素XMCD信号测量结果；
(b) CoO反铁磁薄膜XMLD信号测试结果；
(c) XMCD矢量八极电磁铁腔体系统；
(d) 真空腔体内样品区域；
(e) 单对磁极间好场区分布模拟结果；
(f) 八极矢量电磁铁延x,y,z方向好场区标定结果（线圈电流40A）
