《同步輻射空間分辨軟X射線磁二色方法及其套用》是依託中國科學技術大學，由閆文盛擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：同步輻射空間分辨軟X射線磁二色方法及其套用
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：閆文盛
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
自旋電子器件的迅猛發展促使人們在微米、納米空間尺度下可控制備多功能磁性材料，以解決其對當代磁性功能材料提出的挑戰，為此亟需能夠從特定空間尺度上（空間分辨）對磁性元素的微結構（電子結構、局域結構）和微觀磁性（軌道磁矩和自旋磁矩）進行研究的實驗新方法。同步輻射因其高亮度、寬波段和偏振性好等優異特性，具有實現空間分辨技術的優勢。本項目擬利用合肥同步輻射裝置的軟X射線磁圓二色站，建立具有亞微米空間聚焦能力的磁二色和吸收譜學技術，結合發展起來的高磁場和低溫測試環境，為我國用戶提供一個高水平的磁學公共研究平台。利用建立的空間分辨同步輻射技術，從亞微米的空間尺度下，在微結構和微觀磁性角度上，結合巨觀表征手段和第一性原理計算，深入研究二維超薄稀磁半導體納米片和磁電薄膜材料的鐵磁性和磁電耦合效應，在電子、原子水平上詮釋其產生鐵磁性和磁電耦合效應的微觀機理，力爭做出一些源頭創新的、有特色和國際影響力的成果。
結題摘要
自旋電子器件的迅猛發展促使人們在微米及亞微米空間尺度下可控制備多功能磁性材料，以解決其對當代磁性功能材料提出的挑戰，為此亟需能夠從特定空間尺度上（空間分辨）對磁性元素的微結構和微觀磁性進行研究的實驗新方法。同步輻射因其高亮度、寬波段和偏振性好等優異特性，具有實現空間分辨技術的優勢。本項目利用合肥同步輻射裝置的軟X射線磁圓二色站，通過更換利用直冷法設計的變溫桿，結合外部控溫裝置，實現了溫控範圍在10 K至室溫的變溫系統。通過將磁極和電磁體分開，並將磁極與“盤”形腔體集成在一起的策略將電磁鐵的主體部分外置於真空腔體的外面，實現了強度達到10000高斯的磁場。通過在後偏置鏡和樣品之間的光路上裝入毛細管，實現了將幾百微米的光斑聚焦成亞微米光斑。在此基礎上，基於同步輻射譜學實驗方法研究了MoS2等低維量子功能材料的結構與磁性，揭示了這些低維量子材料中通過引入磁性離子、缺陷、相摻雜以及二維薄層化改變雜質能級在帶隙間的相對位置，以及相互間的雜化特徵對量子功能材料的電子結構和磁相互作用的影響規律，闡釋了這些工程化策略促使非磁性或反鐵磁材料具有室溫本徵鐵磁性的內在機制，為在電子、原子水平上設計製備出低維量子磁性材料提供了理論依據。另一方面研究了經表面修飾和外來原子摻雜後的Ni(OH)2和C3N4等低維量子功能材料，在光催化或電催化產氫、產氧過程中，其微觀結構與巨觀催化性能之間的內在聯繫，揭示了外來原子的配位環境以及其與載體之間的電子相互作用特徵在產氫、產氧過程中扮演的角色，為指導合成高效產氫、產氧的低維能源轉換材料提供了新思路。在該基金的支持下已發表SCI論文56篇，其中代表性文章為《自然•通訊》3篇、《美國化學會志》3篇、《德國套用化學》5篇。其中，5篇論文被評為ESI高被引論文。
