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光束线介绍 学科应用领域

BL15U1是基于波荡器光源的高性能、多用途的硬X射线扫描微探针装置,用于高度空间复杂性的物质或微、纳米尺度的物质进行高空间分辨和高灵敏的研究。本光束线站可开展微/纳束X射线荧光分析(μ-XRF)、微束X射线吸收精细结构(μ-XAFS)及微/纳束X射线衍射(μ-XRD)研究,实现高空间分辨的超灵敏元素分析、元素化学态分析和物质晶体结构的分析,极大地拓展了国内X射线微探针应用的广度和深度,为我国生命科学、地球和环境科学、材料科学、纳米技术和微电子等领域的研究发展提供新的机遇。

BL15U1集成X射线荧光分析、X射线吸收谱、衍射等多种实验方法,可对物质的元素组分和空间分布、化学态、原子配位环境、以及长程或短程有序结构等进行高灵敏和高空间分辨的分析,与其它显微技术具有较强的互补性,已被广泛地应用于生命科学、环境和地球科学、材料科学、凝聚态物理、地质学、考古学等诸多领域,不仅涵盖了基础研究,也逐渐为工业应用研究提供技术手段。

光束线布局和构成 光束线详细参数

BL15U1线站采用真空混合波荡器作为辐射光源,周期数为80,周期长度为2.5 cm,可产生1-11次谐波,能量范围覆盖5-20 keV,磁隙范围7.1-30 mm。线站光学系统主要包括准直镜、液氮冷却双晶单色器、聚焦镜,其中单色器晶体为Si(111),可在聚焦和非聚焦两种模式下运行,聚焦模式下,光斑大小为2×2 μm2;非聚焦模式下,光斑大小为20-300 μm

光束线布局示意图

光源类型

波荡器

能量范围

5-20 keV

能量分辨

1.37×10-4

样品处光通量

1.1x1011phs/s/μm2 K-B聚焦

样品处光斑尺寸

2×2 μm2FWHMK-B聚焦

~300 nm(高分辨率发展中)

实验室布局和构成 主要实验方法 实验站主要设备 实验条件 样品准备方法 数据采集及处理

实验站示意图

实验站现场图

/纳束X射线荧光分析(μ-XRF):探测样品中微区元素的组成、含量和分布(二维)。

微束近边X射线吸收精细结构( μ-XANES):元素化学态和原子近邻结构

微束X射线衍射(衍射Mapping、高压衍射、高温高压衍射)、散射 (需要借用X射线面探测器)、纳束X射线衍射:探测物质结构。

 

实验站主要设备

实验站大平台处于常温常压空气气氛下的全开放状态,与线站人员沟通后,用户可自行使用加热、加压等原位设备。

BL15U1的实验方法适用范围相当广泛,涉及到物理、化学、材料、环境、生物、地质、考古等各个领域,因此样品的形态也千差万别,包括粉末、薄膜、晶体等,需要用户对待测的样品非常了解,样品制备方法可自行查阅文献或与线站人员进行沟通。

常用的X射线荧光数据处理软件有PyMCA XRFMC-PyMCAGeoPIXE等,衍射数据处理软件有Fit2D 吸收谱学处理软件IFEFFIT软件包等,用户可根据需要网上下载软件及使用说明。

 

 

线站用户成果highlight 用户成果列表或链接

X射线微聚焦及应用光束线站(BL15U1

文章:Hard X-ray micro-focusing beamline at SSRF

http://www.j.sinap.ac.cn/nst/EN/10.13538/j.1001-8042/nst.26.060101

 

姓名

分工

地点

电话

X射线微聚焦光束线/实验站(BL15U1)

张丽丽

用户联系人

综合科研楼412房间

021-33933096

实验站

 

实验大厅

021-33932090