中科大国家级实验室-NSRL介绍/国家同步辐射实验室[国家级科研机构]

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NSRL介绍

国家同步辐射实验室是国家计委1983年4月批准建立的我国第一个国家级实验室。实验室主要任务是围绕国家重大研究计划和战略需求，向国内外用户提供稳定运行的国际一流大科学实验装置；积极发展同步辐射及测量新技术、新方法，推动我国先进光源关键技术的发展；汇聚与培养一流科学研究与技术发展人才。

实验室建有我国第一台自主建设的专用同步辐射光源——合肥光源，其优势能区为真空紫外和软X射线波段，主要面向先进功能材料、能源与环境、物质与生命科学交叉等领域的研究，为我国基础科学及基础应用科学提供先进的研究平台。自上世纪90年代以来，合肥光源在长期的运行开放中，解决了先进功能材料、能源与环境、生命科学等领域的一系列重要的科学问题，在国际著名学术期刊《科学》《自然》中皆有重要研究成果发表；面向我国的重大战略需求，在航空发动机燃烧、煤化工能源转化、先进薄膜材料、大光栅技术和标准探测器定标与传递等领域，做出了开创性的研究工作。目前合肥光源的运行开放达到国际同类装置的先进水平，每年运行时间超过7000小时，开机率优于99%，为国内外用户提供40000小时以上的优质机时。

作为主体承担单位，实验室支撑中国科学技术大学“核科学与技术”一级学科的建设，核心目标为“大国重器”培养复合型人才，直接服务于国家大科学装置建设和核科学技术前沿研究和重大需求。该学科于2007 年被评为国家一级重点学科，在2016年第四轮学科评估中为 A+，拥有完整的本-硕-博教育体系，专业方向涵盖核技术及应用、同步辐射及应用、辐射防护与环境保护等二级学科，在同步辐射等大科学工程建设和研究方面有独特优势。近十年来，实验室已培养毕业研究生逾五百人，在读研究生约300人。

实验室在职职工200余人，其中中国科学院院士1人，中国工程院院士1人，博士生导师41人，10多人次入选国家级人才专项或担任国家重点研发计划项目首席科学家。

作为合肥综合性国家科学中心建设的核心层，实验室拥有我国第一台用户型红外自由电子激光装置，同时积极推进世界上综合性能最先进的低能区第四代光源——合肥先进光源的立项和建设，目标是形成先进光源集群，推动多学科集聚、顶尖科学家集聚、一流创新群体集聚、高新产业研发集聚，助力国家科技战略布局。

在新的历史时期里，国家同步辐射实验室传承大科学装置建设者“功成不必在我的甘于奉献、功成必定有我的团结协作、敢为人先的开拓进取”的精神，崇尚“用户为先、做事专业、学术民主、开放进取”的理念，承担新的使命，深耕细作、砥砺前行，为实现创新跨越式发展而不懈奋斗！


国家同步辐射实验室：http://www.nsrl.ustc.edu.cn/

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国家同步辐射实验室大事记

1977年，同步辐射装置的建造列入全国科学技术发展规划。

1978年春，中科院成立以中国科学技术大学为主的同步辐射加速器筹备组，并开始预研，标志着我国同步辐射事业正式启动。

1981年10月，中科院召开了“合肥同步辐射装置预研制及物理设计审定会”，会议认为“合肥同步辐射装置已基本进入工程的条件”。

1983年4月8日，国家计委以计科【1983】470号文《关于建设国家同步辐射实验室的复函》批准了在中国科学技术大学筹备国家同步辐射实验室，实验室正式立项。这是我国第一次将国家实验室概念引入并批准实施的国家计划，也是由国家计委批准建设的我国第一个国家级实验室。

1984年10月9日，国家计划委员会计科〔外〕[1984]2033号文《关于合肥同步辐射实验室扩初设计的批复》，同意将合肥同步辐射实验室补充列入按合理工期组织施工的国家重点建设项目。

1984年11月20日，国家同步辐射实验室破土动工。时任政治局常委、书记处书记胡启立和国家部委、省市领导200多人出席了奠基典礼。严济慈亲临合肥为工程题写奠基石铭文并为开工挖土。聂荣臻发来亲笔签名的贺信。

1985年，全国首批获得加速器物理专业博士授予权。

1989年4月26日，合肥同步辐射装置得到第一束储存束流。

1991年11月，江泽民同志视察实验室，并为实验室题写室名

1991年12月22日-23日，由国家科委组织，王淦昌任主任的鉴定委员会对合肥同步辐射加速器及光束线实验站进行技术鉴定。

1991年12月26日，国家同步辐射实验室工程顺利通过了国家计委组织的国家验收。李鹏、聂荣臻等国家领导人发来贺电。

1992年，“合肥同步辐射加速器及光束线实验站”项目获中国科学院科技进步特等奖。

1993年，实验提出建造超导Wiggler的建议，不改变运行参数的情况下，将光源的应用范围由真空紫外和软X波段扩展到1埃左右的硬X射线波段。该项目被列入中科院“八五”重大科研项目。

1994年2月，由钱临照、唐孝威两位院士发起，34位院士联合向有关部门提出《关于集中力量全面建设、充分利用合肥国家同步辐射光源的建议》，中国科学技术大学也正式向国家有关部门提出建造国家同步辐射实验室二期工程(以下简称二期工程)的申请。

1995年，“合肥同步辐射加速器及光束线实验站”项目获国家科技进步一等奖。

1995年，国家同步辐射实验室何多慧当选中国工程院院士。

1996年，国家科技领导小组批准二期工程作为“九五”的首批国家重大科学工程项目之一启动。

1996年7月，胡锦涛同志视察实验室。

1997年4月，国家计委以计科技〔1997〕557号文《国家计委关于国家同步辐射实验室二期工程国家重大科学工程项目建议书的批复》同意二期工程项目建议书。

1999年4月15日，国家发展计划委员会以计投资〔1999〕416号文《国家计委关于国家同步辐射实验室二期工程开工建设的批复》同意二期工程开工建设。

2000年，获得“核科学与技术”一级学科的博士学位授予权，设立博士后流动站。

2000年，“6万高斯超导扭摆磁铁（wiggler）及XAFS光束线、站”项目获中国科学院科技进步二等奖。

2002年，“核技术及应用”二级学科成为国家重点学科。

2003年，“核科学与技术”学科在全国一级学科评估中名列第二。

2004年12月14日，二期工程顺利通过国家发展和改革委员会委托中国科学院组织的国家验收，白春礼院士担任验收组组长。

2005年6月24日，国家同步辐射实验室齐飞研究员在燃烧实验站首次测量到了烯醇中间产物，其结果作为封面文章在《Science》上发表。

2006年11月，实验室启动合肥先进光源规划研讨。

2007年，“核科学与技术”一级学科被评为国家重点一级学科。

2008年12月，主要依托国家同步辐射实验室和中国科学院等离子体物理研究所，中国科学技术大学和中国科学院合肥物质科学研究院联合共建核科学技术学院，万元熙院士担任首届院长。

2009年12月15日，由中国科学院和中国科学技术大学共同投资的“合肥光源重大升级改造项目”立项。

2011年4月9日，习近平同志视察实验室。

2012年5月1日，合肥光源（HLS）停机， HLS-II进入建设阶段。

2014年1月，由厦门大学牵头的国家重大科研仪器设备研制专项《基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置》正式启动，该装置落地在国家同步辐射实验室，实验室并承担其主体装置——红外自由电子激光光源的研制。

2016年1月6日，合肥光源重大升级改造项目通过中国科学院条件保障与财务局组织的验收，陈森玉院士担任验收组组长。HLS-II正式投入运行。

2016年8月，合肥先进光源预研项目列入中国科学院与安徽省签订的院省合作协议。

2017年9月7日，安徽省委、省政府和中国科学院共同印发《合肥综合性国家科学中心实施方案(2017-2020年)》，将合肥先进光源及相应先进光源集群规划列入实施方案。

2017年12月，“核科学与技术”一级学科在全国第四轮学科评估中为A+。

2017年12月29日，中国科学院和安徽省联合部署支持的合肥先进光源预研项目正式启动。

2018年7月，HLS-II投入恒流运行模式。

2020年5月17日，合肥先进光源总体方案通过专家论证，詹文龙院士担任专家组组长。

2020年7月，合肥先进光源由中国科学院推荐申报国家“十四五”国家重大科技基础设施规划。

2021年1月12日，合肥先进光源预研项目通过由中国科学院条件保障与财务局和安徽省发展和改革委员会共同组织的工艺验收。

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研究领域


国家同步辐射实验室是一个综合性学科交叉平台，主要面向先进功能材料、能源与环境、物质与生命科学交叉等领域的研究。


合肥光源的研究领域涉及广泛，包括利用光电子能谱、ARPES和软X射线磁性圆二色来研究物理体系中的自旋-轨道耦合、强关联体系、纳米材料、磁性材料、铁电材料、二维材料、拓扑材料、能谷体系材料以及异质结界面等。利用催化与表面线站可以研究原子分子物理的表面/界面，催化和化学动力过程等；利用燃烧和质谱线站可以进行光电池、能量存储、燃烧、催化、碳捕捉和碳封存等领域的研究；利用计量线站也可以开展加速器物理、辐射损伤、测控等领域的研究。满足国内外用户需求的基础上，也积极开展新型同步辐射即使以及加速器物理方面的相关自主研究，目前也正在积极筹备合肥先进光源的研制工作。


通过一系列的研究，合肥光源在长期的运行开放中取得了一系列重要的研究成果，每年发表的论文数量逐年递增，在国际著名学术期刊《科学》《自然》中皆有重要研究成果发表；在航空发动机燃烧、煤化工能源转化、先进薄膜材料、大光栅技术和标准探测器定标与传递等领域，做出了开创性的研究工作。


以下列举了我们的线站覆盖的研究领域中一些基本的方面，每个子标题下面对应着该领域一些典型的例子。

物理
量子材料电子结构、自旋-轨道耦合、异质结界面、原子分子物理、加速器物理


化学
表面/界面，催化、气相化学动力过程、晶体学和物理化学


材料
强关联材料、纳米材料、磁性材料、铁电材料、二维材料、拓扑材料、能谷体系材料、高分子聚合物、半导体、水和其它先进材料


能源
燃烧反应动力学、有机合成、石油化工、环境监测、生物燃料、能量存储、燃烧、催化


生命
高分子材料结构、细胞组织化学成像、古生物学、水生物、生物化学、临床分析


应用
光学元件性能测试、探测器标定、计量、测控、新型同步辐射技术





研究方法
实验技术共分为三类：谱学，显微镜/成像和散射/衍射技术。


谱学
谱学技术是样品与X光作用时产生或吸收的的粒子随能量的变化，被广泛地用来探测样品的化学键和电子的运动。合肥光源具备软X射线吸收谱、光电子能谱、角分辨光电子能谱、红外光谱、光电离质谱、极紫外光谱等测量手段，未来合肥新光源即将建设时间分辨的超快测量谱学手段X射线铁磁共振技术。


显微/成像
成像技术利用X光与样品的相互作用来对样品特性进行空间成像，具有精细的空间分辨率，被广泛地应用于细胞生物学、光刻、红外显微镜、辐射学以及X光形貌学。合肥光源具备红外光谱显微成像、软X射线显微成像等测量手段，未来合肥新光源即将建设光电子激发显微镜、X射线扫描透射显微镜等成像手段。


散射/衍射
这些技术利用固体材料中紧密排列的原子与X光作用偏折产生的图案，来研究晶体、大分子如蛋白质等生物材料的结构。未来合肥新光源即将建设X射线弹性共振散射手段。