BL20U2

　　能源材料研究线站（E-line）软分支（线站编号BL20U2），是上海光源（二期）线站工程建设的线站之一，与2022年10月通过中国科学院工艺验收后，开始对用户进行开放。该线站属于能源材料线站（E-line）复合线站，是一条能够完全独立运行的软X射线线站。该线站采用了一台椭圆偏振波荡器（EPU60）作为光源，并结合光栅单色器，给实验站提供能量范围130～1500eV的光子。该线实验站全称为软X射线散射实验站（Soft X-ray RXES/REXS Station），特色在于其提供软X射线能域散射方法。这些不仅包括了非弹性的，诸如软X射线共振发射（RXES）或软X射线共振非弹性散射（RIXS），而且也涵盖了弹性的，如软X射线共振弹性散射（REXS）等实验方法。 

　　软X射线共振发射谱（RXES）适用于能源材料的研究领域为：（a）能源材料清洁能源技术中占有重要地位的动力电池、光伏器件、太阳能电池、燃料电池极片材料的电子结构及化学态表征；（b）新型催化剂（诸如二氧化碳还原转换为可再生能源、高效节能的合成氨催化剂）电子结构的表征，为建立可信的构效关系及催化机理提供关键依据，为随后合理设计先进催化剂及有目的性地调控催化过程提供指导；（c）材料纳米结构 - 能帮助研究纳米结构材料的真正体相性质，甚至能用来研究氧化层钝化下的纳米结构等。软X射线弹性散射（REXS）不仅可应用于单晶/超晶格无机材料，而且可用于研究半晶乃至与多晶的有机材料。无机材料中弹性散射主要研究量子材料、磁性材料的电荷有序，轨道有序及自旋有序等长程信息。该方法与同步辐射光源相结合赋予其优越的特性：（a）元素分辨 - 对化学元素的敏感来自于元素特定的吸收边；（b）轨道分辨 - 选择元素的吸收边能量来激发电子，通过多极跃迁来识别不同的终态轨道；（c）多极矩分析 - REXS对多极矩敏感。对称性参数的研究可以区分磁性和非磁性效应等。有机材料的弹性散射主要研究软凝聚态结构中相分离、相畴的大小分布，得以优化诸如有机太阳能电池薄膜的电荷传输特性，制备性能优异的器件；该方法亦可作为极具潜力的无损检测，用来表征微电子技术中微细图形加工的关键材料之一 - 光刻胶薄膜中关键尺寸（Critical Dimension）的边缘粗糙度，以满足超大规模集成电路发展的需要。

软X射线从插入件光源EPU60发出，经前置偏转镜（SM1）截去高阶谐波，去热载之后，经过白光狭缝进入平面光栅单色器（PGM1），该光栅单色器包含三块中心刻线密度分别为300L/mm，800L/mm，1200L/mm的变线距、变槽深光栅，可满足不同能量对能量分辨率和通量的要求。单色器后的偏转镜（SM3）可将光在软X线站和合支站之间来回切换。单色化的X射线经由光栅竖直方向聚焦于单色光狭缝。并分别经过两组后聚焦镜，超环面镜（SM4）以及KB镜组（SM5/SM6）聚焦于弹性散射站（REXS）和非弹性散射站（发射谱站，RXES）样品点处。