武汉光源原位表面衍射线站用户意见征询

发布时间 : 2021-09-02      点击量:

一、武汉光源概况

武汉光源是由武汉大学建议,湖北省人民政府、武汉市人民政府与武汉大学共同推动的重大科技基础设施项目,共建单位包括华中科技大学、武汉理工大学、中国地质大学(武汉),目标为建设处于国际领先行列的第四代同步辐射光源,成为我国中部地区世界级大型多学科前沿研究与高新技术产业研发平台。

武汉光源包括一台1.5GeV第四代低能衍射极限同步辐射光源(小环)和一台4.0GeV第四代中能衍射极限同步辐射光源(大环)。武汉光源一期工程(2021-2025年)建造1.5GeV低能区光源,将可应用于凝聚态物理、材料科学、化学、结构生物学等学科前沿领域研究,以及极紫外光刻、光电器件、新材料、新能源、生物医药等产业领域的关键技术研发及产业应用。将适时推进二期工程建设4.0GeV中能区光源,将可广泛应用于物理学、化学、材料科学、生命科学、能源科学、地球科学等学科前沿研究,全面支撑集成电路、光电子、新材料、能源化工、生命健康、智能制造等领域技术研发及产业应用。

武汉光源建设方案将采用双环设计,由一台直线加速器引出电子束分别注入1.5 GeV小环和4.0 GeV大环,并预留未来基于直线加速器扩展建造X射线自由电子激光装置的发展空间。武汉光源选址位于武汉市东湖高新区未来科学城光谷科学岛,园区规划用地约1500亩。

武汉光源小环(1.5GeV)设计周长180米、发射度小于230pm·rad,将建设成为国际上2.0 GeV以下低能区发射度最低、亮度最高的第四代光源,可在极紫外到软X射线波段产生1019-20 phs/s/mm2/mrad2/0.1%B.W.以上极高亮度同步辐射光;设计中使用了特殊的超强弯转磁铁结构可以将同步辐射光子能区扩展到硬X射线能区(4-20 keV),达到1017phs/s/mm2/mrad2/0.1%B.W.以上的较高亮度。根据前期调研及用户需求反馈的情况,综合考虑国家战略需要、国际科学前沿问题,首批拟建8~10条光束线站,初步方案如下:1)多功能极紫外光刻技术研究线站(ID)

2)极紫外光刻应用线站(ID)

3)纳米聚焦多维度电子结构线站(ID)

4)VUV光电子与荧光谱学线站(ID)

5)软X射线吸收与发射谱学线站(ID)

6)红外线站(BM)

7)原位X射线吸收谱学线站(BM)

8)原位X射线衍射与小角散射线站(BM)

9)原位表面衍射线站(BM)

10)蛋白质晶体学与生物医药应用线站(BM)

(注:括号为线站类型,ID:插入件;BM:弯转磁铁)

二、原位表面衍射线站简介

对于低维的薄膜功能器件,材料的表面和界面对器件的性能有着关键性的作用,由于低维结构受限,材料在结构上呈现物理内涵十分丰富的新现象和效应,不断地为电子、信息和生物等技术提供新机遇。微束表面衍射线站将利用同步辐射表面衍射相关技术,对纳米科学、凝聚态物理和软物质等领域展开研究,进行薄膜表面(固体-真空、固体-气体)和界面(固体-固体、固体-液体、液体-液体)的结构表征,通过实验站配置优化,还可进行相当于原位生长过程中的表面界面结构观测。

线站主要性能参数如下:

能量范围:5~16 keV

能量分辨率:ΔE/E < 10-4

光斑尺寸:20 μm × 10 μm

光通量: 5 × 1011phs/s (@10 keV)

束流发散角:1.3 mrad × 0.95 mrad

原位表面衍射线站主要开展的实验方法包括:掠入射X射线衍射(GrazingIncident X-ray Diffraction)、X射线反射率(X-rayReflectivity)、晶体截断杆扫描(Crystal truncation rods)、液体散射(Liquid X-rayscattering)等。实验站配置的主要设备如下:高精度多圆衍射仪、平板电离室、闪烁晶体探测器、固体荧光探测器、二维探测器、双晶折射器、防震平台及多种样品环境装置等。

附件:武汉光源——原位表面衍射线站用户意见征询表

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