欢迎光临~ SiP·ME2 综合研究平台

科学研究

研究领域

基于上海同步辐射光源的能源环境新材料原位电子结构综合研究平台(SiP?ME2)”为一集成能源和环境材料电子结构研究平台,由四大部分构成一个完整的整体。

  • 1先进光源(U1)
    包括第三代高亮度真空紫外EPU同步辐射光束线一条、第三代同步辐射软X射线弯铁光束线一条,深紫外固体激光光源和亚飞秒超快脉冲光源各一套。该先进组合光源在能量、分析深度和时间分辨方面相互补充,是本项目综合电子结构研究平台竞争力的核心组成部分之一。
  • 2近常压原位电子结构谱学实验站(U2)
    用于材料原位物理化学性质的研究,包含近常压光电子能谱设备AP-PES一套,近常压光进-光出光谱AP-PIPOS设备一套(具有吸收谱XAS、发射谱XES、共振非弹性散射谱RIXS等功能),同时可以集成原位电化学测量等装置,实现模拟环境和模拟运行状态下材料和器件电子结构的研究。
  • 3高精度超高真空原位低能电子结构实验站(U3)
    包含超高分辨ARPES一套,亚飞秒超短脉冲双光子光电子能谱(two-photon photoemission spectroscopy, 2PPE)一套(与超高分辨ARPES共用一套电子能量分析器),低温自旋分辨STM/STS一套,用于测量费米能级附近的电子结构和低能激发,反映材料的本征物理性质。
  • 4原子层精度控制薄膜生长(U4)
    包括MBE和Laser MBE设备各一套,用于包括人工微结构材料在内的能源和环境新材料薄膜的生长和调控,可提高材料的质量和对材料的调控能力,制备传统手段无法获得的材料和结构,为电子结构研究提供强大的材料支撑;

 在应用基础研究方面,平台具有以下重要应用前景

  • 能源存储转化研究
    主要利用AP-PES/PIPOS实验技术研究新型能量存储转化材料,如新型电池电解质和电极材料的微观机理与能级调控;研究光电、热电材料的电子结构和低能激发等
  • 催化机理研究
    主要利用结合MBE/Laser MBE薄膜生长的原位AP-PES/PIPOS 以及原位STM技术进行催化剂原位表征和可控催化剂研制,如催化剂纳米颗粒表面、原子和电子结构的关联;研究催化剂和载体材料间的相互作用和调控机理;
  • 腐蚀机理研究
    主要利用AP-PES/PIPOS 以及STM实验技术研究新能源环境材料在不同环境下的变性与腐蚀机理,诸如新核能材料、新建筑材料和纳米材料等
  • 环境科学研究
    主要利用AP-PES/PIPOS等实验技术开展水科学以及相关的环境科学研究

在基础研究方面,平台具有以下重要应用前景

  • 超导电性研究
    主要利用超高分辨ARPES 以及亚飞秒超短脉冲光源双光电子能谱技术研究物质在平衡态下的随时间演变过程、电荷/自旋密度波等相变过程中的体系电荷、自旋、晶格等自由度的演化;研究空态的电子结构,理解凝聚态体系的光学性质。
  • 磁性与自旋电子学研究
    主要利用结合了MBE/Laser MBE薄膜生长的原位ARPES实验技术研究磁性薄膜,拓扑绝缘体,强自旋-轨道耦合体系,磁有序体系,自旋链、自旋梯子、自旋液体和玻璃态等等;
  • 表面与界面物理研究
    主要利用结合MBE/Laser MBE薄膜生长的原位AP-PES/PIPOS实验技术研究复杂氧化物/薄膜/超结构的新奇物性起源、原型器件的机理等;研究功能表面原子、分子吸附及相关物理、化学效应
  • 强关联效应与多自由度竞争与合作机制研究
    主要利用结合MBE/Laser MBE薄膜生长的原位ARPES 以及原位STM实验技术研究电荷/自旋/轨道有序现象,电荷与自旋密度波的机理;研究薄膜与异质结构等对电荷/自旋/轨道有序的调控;发展建模参数的测量(库伦相互作用、电声子相互作用、各种元激发的基本参数等);
  • 亚飞秒超快时间分辨谱学研究
    主要利用超高分辨ARPES 以及亚飞秒超短脉冲光源双光电子能谱技术研究物质在平衡态下的随时间演变过程、电荷/自旋密度波等相变过程中的体系电荷、自旋、晶格等自由度的演化;研究空态的电子结构,理解凝聚态体系的光学性质。

SiP.ME2综合研究平台应用于当前与能源环境相关的材料研究,快速提升了我国在该领域的基础研究和应用基础研究水平,服务于我国的能源环境可持续发展战略。