“合肥先進(jìn)光源”(英文名稱Hefei Advanced Light Facility,簡稱HALF)是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)規(guī)劃申請的“十四五”國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建議項(xiàng)目。
作為一個服務(wù)用戶的大型綜合性研究平臺,HALF在預(yù)研工程中就通過20余次用戶研討會議,初步形成了第一期光束線和實(shí)驗(yàn)站的建議方案。為了更加廣泛地聽取用戶意見,進(jìn)一步凝練科學(xué)目標(biāo)和征集線站建設(shè)意向,并就現(xiàn)有規(guī)劃和設(shè)計聽取更多的意見和建議,國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室在2020年2月27日-3月4日期間召開合肥先進(jìn)光源用戶需求與線站規(guī)劃(視頻)研討會。
本次研討會分為9個專題,圍繞譜學(xué)、成像、散射等先進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù),探討HALF在物理、化學(xué)、材料、能源、地質(zhì)、環(huán)境、生命、健康以及工業(yè)等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。
新型冠狀病毒肺炎疫情當(dāng)下,國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室首次嘗試以網(wǎng)絡(luò)視頻會議形式召開研討會,讓用戶足不出戶,共聚網(wǎng)絡(luò)平臺、共商發(fā)展大計,獲得了廣大用戶的強(qiáng)烈反響。截止到2月26日,九場分會累計報名已超過2800人次。
2月27日上午,本次研討會的第一場分會如期召開,針對量子材料研究領(lǐng)域的需求對角分辨光電子能譜(ARPES)實(shí)驗(yàn)線站的規(guī)劃進(jìn)行了研討,中國科學(xué)院物理研究所丁洪研究員、周興江研究員以及牛津大學(xué)陳宇林教授共同擔(dān)任會議主席。來自國內(nèi)外高校、科研院所等近百家單位的188名專家與用戶參與討論。
首先,國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室主任封東來教授介紹了合肥先進(jìn)光源建設(shè)的意義、緊迫性和重要性,以及當(dāng)前先進(jìn)光源關(guān)鍵技術(shù)預(yù)研的進(jìn)展情況,并希望各位專家與用戶積極建言獻(xiàn)策,共同建設(shè)能夠滿足國家重大需求的同步輻射裝置。
國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室孫喆研究員介紹了衍射極限儲存環(huán)將為ARPES實(shí)驗(yàn)技術(shù)帶來的突破,并根據(jù)此前多次與專家和用戶研討后總結(jié)出的用戶需求與技術(shù)發(fā)展方向,介紹了ARPES線站的初步建設(shè)規(guī)劃和一些具體的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。
此次會議特別邀請國內(nèi)外ARPES領(lǐng)域的7位專家做精彩的報告,展示了如何利用先進(jìn)的ARPES技術(shù)推動量子材料前沿研究,介紹了最新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展,并對新光源中ARPES線站需要滿足的前沿研究需求和技術(shù)指標(biāo)提出了要求。
中國科學(xué)院物理研究所周興江研究員介紹了ARPES技術(shù)如何促進(jìn)高溫超導(dǎo)體的機(jī)理研究,以及前沿研究中對關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的要求,同時提出通用性ARPES線站要達(dá)到國際上最好的綜合性能,在特殊的技術(shù)指標(biāo)方面(如空間分辨率等)要達(dá)到最先進(jìn)的水平。
牛津大學(xué)的陳宇林教授介紹了ARPES技術(shù)在拓?fù)淞孔硬牧虾投S材料研究中的重要作用,展示了空間分辨率的提升將如何有助于揭示量子材料的物理行為及其生長機(jī)制,以及在空間分辨率和自旋探測等方面可以預(yù)期的譜儀發(fā)展與進(jìn)步。
中國科學(xué)院物理研究所的丁洪研究員介紹了利用ARPES在固體材料中發(fā)現(xiàn)的多種新類型費(fèi)米子,以及在鐵基超導(dǎo)材料中所發(fā)現(xiàn)的馬約拉納零能模。在超高能量分辨率、寬能區(qū)覆蓋、高自旋探測效率、高空間分辨率等方面,他對合肥先進(jìn)光源的ARPES線站建設(shè)提出了期望。
中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所的喬山研究員介紹了雙光電子譜的研究、自旋分辨光電子譜的發(fā)展、以及飛行時間探測方式,并提出在同步輻射光源上可以利用電子束團(tuán)的寄生運(yùn)行模式實(shí)現(xiàn)時間分辨的測量。
中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所的沈大偉研究員介紹了如何利用多種在線設(shè)備、通過多種手段進(jìn)行原位的電子結(jié)構(gòu)測量,并分享了一些線站建設(shè)和運(yùn)行中的得失與經(jīng)驗(yàn)。同時,他建議在海量的數(shù)據(jù)分析和處理方面做好規(guī)劃。
上海交通大學(xué)的張文濤研究員展示了時間分辨電子結(jié)構(gòu)測量如何揭示費(fèi)米能級之上未占據(jù)態(tài)的電子結(jié)構(gòu)以及電荷動力學(xué)方面的研究,并希望實(shí)驗(yàn)站建設(shè)中能夠?qū)崿F(xiàn)更低的溫度和更高的能量分辨率。
北京大學(xué)的張焱研究員向大家介紹了如何利用精細(xì)的堿金屬表面蒸鍍和原位面內(nèi)應(yīng)力調(diào)控的手段,使ARPES技術(shù)可以在一塊樣品上測量豐富的電子結(jié)構(gòu)演化,并對如何實(shí)行原位調(diào)控給予了很多有意義的建議。
本次會議中,眾多專家和用戶不僅對未來新光源中ARPES線站的總體規(guī)劃表示肯定,也提出了很多殷切的期望。在自由討論階段,國內(nèi)眾多的ARPES專家和用戶針對量子材料和原型器件研究的需求進(jìn)行了廣泛而熱烈的討論,涉及低溫極限目標(biāo)、光子能量范圍、能量分辨率、線站的數(shù)量、光束線的設(shè)計、探測器的選擇和性能、軟X射線對原型器件的研究、樣品定位精度、關(guān)鍵元件的選擇等諸多方面。
參會人員還通過“聊天室”、“問答”等網(wǎng)絡(luò)會議的特有功能,展開了充分的討論,成為一道獨(dú)特風(fēng)景線。
在最后的總結(jié)中,封東來主任向此次參會者表示感謝,希望在后續(xù)的線站規(guī)劃和設(shè)計過程中,繼續(xù)與各位專家和用戶攜手,充分發(fā)揮合肥先進(jìn)光源的潛力。
