《同步輻射應(yīng)用基礎(chǔ)》課件

《同步輻射應(yīng)用基礎(chǔ)》PPT課件本課程將介紹同步輻射的基本知識和應(yīng)用。同步輻射是一種特殊的電磁輻射，被廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)以及環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域。同步輻射的概念定義同步輻射是高速電子經(jīng)過彎曲磁鐵時所產(chǎn)生的特殊的電磁輻射。形象描述可以想象成一束高度聚焦的電子光束，類似于電子顯微鏡的工作原理。產(chǎn)生方式需要粒子加速器產(chǎn)生高速載流子流，通過彎曲磁鐵為其彎曲，產(chǎn)生輻射光束。同步輻射的基本原理電子加速器通過強磁場加速電子，使其產(chǎn)生高速載流子流。彎曲磁鐵當(dāng)高速電子通過磁場中的彎曲磁鐵時，由于加速度的改變而產(chǎn)生電磁輻射。光線選束器將同步輻射光束聚焦，以適應(yīng)實驗需要。不同類型的實驗需要的光束形狀、能量和極化方式不同。同步輻射的應(yīng)用領(lǐng)域材料科學(xué)同步輻射可以提供高分辨率的晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和表面形貌等信息。生命科學(xué)同步輻射可以觀測到生命分子在不同狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)和功能變化，對于藥物研發(fā)有重要作用?；瘜W(xué)同步輻射可以用于表征化學(xué)反應(yīng)、反應(yīng)過中的物種和反應(yīng)動力學(xué)等方面的研究。環(huán)境科學(xué)同步輻射可以用于環(huán)境污染物的分析、污染源的追溯和基礎(chǔ)環(huán)境研究等方面。同步輻射技術(shù)的優(yōu)勢高亮度同步輻射亮度比一般光源高達(dá)10億倍，精細(xì)實驗可以得到高信噪比數(shù)據(jù)。高能量分辨率同步輻射光束的能量分辨率很高，可獲取樣品局部電子結(jié)構(gòu)信息。各向異性同步輻射可以提供線偏振、圓偏振、任意偏振等多種極化方式，大幅提高了實驗的靈活性。同步輻射實驗站介紹實驗臺位同步輻射實驗需要精細(xì)的樣品操作，實驗站提供各類實驗臺位，滿足不同需求。加速器實驗站會提供一臺大型的粒子加速器，用于產(chǎn)生高速載流子流。光束線實驗站有多條光束線，用于將同步輻射光束聚集、選擇并傳輸?shù)綄嶒瀰^(qū)域。探測器同步輻射實驗的數(shù)據(jù)信噪比較低，需要高靈敏度探測器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。同步輻射在材料科學(xué)中的應(yīng)用實例1X光光電子譜(XPS)可以通過同步輻射X射線將材料表面原子的能級激發(fā)到離子態(tài)，從而觀察其化學(xué)狀態(tài)。2掃描透射電子顯微鏡(STEM)同步輻射可用于STEM樣品中小到2nm的納米顆粒的表征。3束縛態(tài)譜(BIND)可以通過同步輻射X射線獲取材料中不同原子的化學(xué)鍵能。結(jié)論和展望本次課程中我們講述了同步輻射的基本知識、應(yīng)用與實驗技術(shù)，詳細(xì)描述了同步輻射在材