SSRF (Soft X Scattering Beamline)

บริการทั้งหมด

บทนำลำแสง

ลำแสงกระเจิงรังสีเอกซ์อ่อนของสถานีวิจัยรังสีซินโครตรอนเซี่ยงไฮ้ (SSRF) เป็นส่วนหนึ่งของสาขาอ่อนของลำแสงวิจัยวัสดุพลังงาน (E-line) (BL20U2) เป็นหนึ่งในลำแสงที่เกิดขึ้นจากโครงการลำแสง SSRF (SSRF - ระยะที่ 2) ได้ผ่านการทดสอบกระบวนการของ CAS ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2565 และเปิดให้ผู้ใช้บริการแล้วในปัจจุบัน ลำแสงสาขานี้เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มลำแสง E-line สามารถทำงานได้อย่างอิสระโดยสมบูรณ์ในฐานะลำแสงรังสีเอกซ์อ่อน ใช้เครื่องสั่นโพลาไรซ์เชิงวงรี (EPU60) เป็นแหล่งกำเนิดแสง และใช้เครื่องวัดแสงแบบตะแกรงเพื่อส่งโฟตอนในช่วงพลังงาน 130-1500 eV ไปยังสถานีทดลองที่มีวิธีการกระเจิงรังสีเอกซ์อ่อน ซึ่งรวมถึงวิธีการแบบไม่ยืดหยุ่น เช่น การปล่อยรังสีเอกซ์แบบเรโซแนนซ์ (RXES) หรือการกระเจิงรังสีเอกซ์แบบไม่ยืดหยุ่นแบบเรโซแนนซ์ (RIXS) และวิธีการแบบยืดหยุ่น เช่น การกระเจิงรังสีเอกซ์แบบยืดหยุ่นแบบเรโซแนนซ์ (REXS) หรือการกระเจิงรังสีเอกซ์อ่อนแบบเรโซแนนซ์ (RSOXS) สามารถใช้ในการศึกษาโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ เช่น การปล่อยแสงเรืองแสง การถ่ายโอนประจุ การกระตุ้น d-d เป็นต้น หรือโครงสร้างเชิงพื้นที่ เช่น การจัดเรียงวงโคจร/สปิน/ประจุระยะไกล ขนาด/การกระจายโดเมนสำหรับสสารควบแน่นอ่อน (C, N, O) และวัสดุอนินทรีย์ รวมถึงโลหะทรานซิชันและธาตุหายาก เป็นต้น

สาขาการประยุกต์ใช้

วัสดุพลังงาน

ตัวเร่งปฏิกิริยา

วัสดุนาโน

วัสดุอัจฉริยะ

วัสดุอ่อน

การออกแบบโครงสร้างแถบ d ของตำแหน่งเร่งปฏิกิริยาโดยใช้ RIXS :

ส่วนนี้กล่าวถึงวิธีการใช้เทคนิคที่เรียกว่าการกระเจิงรังสีเอกซ์แบบไม่ยืดหยุ่นแบบเรโซแนนซ์ (RIXS) เพื่อศึกษาโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาได้ศึกษาโครงสร้างแถบ d ของอะตอมนิกเกิลในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน: Ni@C, I-Ni@C และ I-Ni แถบ d คือบริเวณระดับพลังงานที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนในวงโคจร d ของอะตอมนิกเกิล การทำความเข้าใจโครงสร้างแถบ d เป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจคุณสมบัติทางเคมีและอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุ

ข้อค้นพบที่สำคัญคือ:

• พลังงานที่จำเป็นสำหรับอิเล็กตรอนในการเคลื่อนที่จากแถบวาเลนซ์ (ระดับพลังงานที่เติมเต็ม) ไปยังสถานะที่ไม่มีผู้ครอบครอง (ระดับพลังงานว่าง) เพิ่มขึ้นตามลำดับ Ni@C, I-Ni@C และ I-Ni

• จุดศูนย์กลางแถบ d ของวัสดุเหล่านี้ลดลงตามลำดับเดียวกัน

• ระดับพลังงานแถบ d ปานกลางของ I-Ni@C ที่ตำแหน่งนิกเกิลช่วยสร้างสมดุลให้กับความสามารถในการดูดซับและคายประจุของสารมัธยันตร์หลัก ซึ่งมีความสำคัญต่อปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยา

• วัสดุ I-Ni@C แสดงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาการปล่อยไฮโดรเจน (HER) ในสภาวะที่เป็นด่าง

การเปิดเผยโครงสร้างเป็นระยะของเฟสคอเลสเตอริลของวัสดุพอลิเมอร์ผลึกเหลว :

ส่วนนี้อธิบายถึงวิธีการใช้ RIXS เพื่อศึกษาโครงสร้างของวัสดุพอลิเมอร์ผลึกเหลว ผลึกเหลวมีคุณสมบัติของทั้งของเหลวและผลึก เฟสคอเลสเตอริลเป็นโครงสร้างผลึกเหลวประเภทเฉพาะ

นักวิจัยใช้ RIXS เพื่อตรวจสอบขอบการดูดกลืนใกล้คาร์บอนของเฟสคอเลสเตอริลที่เสถียรด้วยพอลิเมอร์ภายใต้สภาวะโพลาไรซ์ที่แตกต่างกัน พวกเขาพบยอดการเลี้ยวเบนที่สอดคล้องกับโครงสร้างเป็นระยะหนึ่งมิติของเฟสคอเลสเตอริล โครงสร้างเป็นระยะนี้มีครึ่งพิทช์ 2132.6 นาโนเมตร

กล่าวโดยง่าย:

ส่วนที่ 2 เกี่ยวกับการใช้เทคนิคพิเศษเพื่อทำความเข้าใจว่าอิเล็กตรอนมีพฤติกรรมอย่างไรในวัสดุที่สามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ส่วนที่ 3 เกี่ยวกับการใช้เทคนิคเดียวกันเพื่อศึกษาการจัดเรียงโมเลกุลในผลึกเหลวชนิดหนึ่ง ทั้งสองส่วนเน้นย้ำถึงพลังของ RIXS ในการทำความเข้าใจคุณสมบัติของวัสดุในระดับอะตอม