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软X射线激发发光技术(XEOL)在合肥同步辐射光源XMCD实验站(BL12B线站)上成功实现
 发布时间:2018-09-12  大小:【

近日,在中国科大同步辐射实验室、苏州大学以及中山大学相关课题组的相互合作下,研究人员在合肥同步辐射XMCD实验站上成功集成了软X射线激发发光光谱(Soft X-Ray Excited Optical luminescenceXEOL)实验探测技术。该实验技术通过改变软X射线光子能量,可以选择性激发样品中的发光中心,与软X射线吸收谱相结合,能够得到发光材料中发光体的局域结构和能量传递通道。软X射线激发发光光谱实验方法的建立为探索各类纳米半导体材料、稀土闪烁材料、有机发光材料、生物荧光材料等的发光机理提供了强大的研究手段。

  

基于同步辐射的XEOL技术是研究发光材料的重要技术方法,在国外诸多同步辐射光源上都建有固定的实验站,例如美国APS光源PNC-XOR线站和加拿大CLS同步辐射光源SGM线站以及日本Spring-8光源BL29XURIKEN线站等。目前国内上海光源已经初步实现了硬X射线的XEOL技术和时间分辨的光谱测量。但是软X射线波段的XEOL技术由于涉及超高真空环境和微弱光子收集以及高效探测等诸多技术问题而一直没能在国内光源上实现。

  

在国家基金委重点项目课题的资助下,相关技术人员在超高真空环境下利用光纤收集微弱发光信号并传导至外部光谱探测器中,实现了微弱发光信号的高效采集,得到了高信噪比的软X射线激发发光光谱曲线。该荧光探测方法能够与软X射线近边吸收谱同时采集信号,从而能够深入研究各类发光材料中的发光中心的局域原子结构和能量传递过程,对指导新型发光材料的研发具有重要意义。

  

(a)X射线XEOL实验装置示意图;(b)腔体外部光纤接口;(c)真空腔内部光纤探头;(d)采集的(Ce,Tb)MgAl11O19样品的高信噪比XEOL光谱曲线

  

本实验项目得到了国家同步辐射实验室和国家自然科学基金委重点项目的大力支持。中国科大同步辐射实验室邹崇文副研究员、闫文盛研究员、张文华副研究员和苏州大学孙旭辉教授、钟俊教授以及博士生夏雨健直接参与了相关技术的研发和实验设备的搭建。中山大学梁宏斌教授提供了相关荧光测试材料。

 

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