2026-07-20

X射线鬼成像（X-ray ghost imaging, XGI）是一种非局域成像方法，因其具备低剂量成像的潜力，是目前的研究热点。该方法通过两束独立X光的强度关联重构样品结构：强度分布随机涨落的热（赝）光场分为两束，一束为“参考光”，另一束为与样品发生相互作用后进行积分探测的“信号光”。XGI在物光路中采用高灵敏桶探测器，可最大限度减少目标物体受到的剂量。尽管参考光路的高分辨数据采集需要大曝光量，但这部分辐射不会影响到样品。

传统放射成像只需对样本单次曝光，而鬼成像需要在调制光场下对物光路进行多次采样以完成图像重建。因此，XGI的光子计数（即累积曝光量）等于单次测量曝光量与测量次数的乘积。要实现百万像素级X射线鬼成像，传统鬼成像方法需要的测量次数十分庞大，很难将XGI的低剂量成像潜力变为现实。

据此，中国科学院上海高等研究院上海光源科学中心（以下简称“上海光源”）研究团队提出了一种百万像素极低照度X射线鬼成像方法（Ultra-low-light megapixel X-ray ghost imaging, UMXGI），以突破这一瓶颈问题。相较已有方法，UMXGI的独特优势来源于一下三项核心要素的有机协同：1）优化分束与信号采集。采用大光斑、高均匀度、强关联特性的X射线晶体分束方案，该光路结构可同步完成物臂与参考臂的信号采集，将弱衍射光束用于物臂探测，强透射光束用于参考臂探测。2）定制化探测器布局。为两路光分别匹配专用探测器：低光强物臂搭配低分辨率、高灵敏度光纤耦合探测器，高光强参考臂搭配高空间分辨透镜耦合探测器。3）高效成像机制。利用上海光源X射线成像组提出的合成孔径成像机制，仅需极少量的测量次数即可实现百万像素级关联成像。该项研究充分利用XGI关联成像的固有物理优势，探索实现极低照度X射线影像的可行性。

X射线鬼成像（X-ray ghost imaging, XGI）是一种非局域成像方法，因其具备低剂量成像的潜力，是目前的研究热点。该方法通过两束独立X光的强度关联重构样品结构：强度分布随机涨落的热（赝）光场分为两束，一束为“参考光”，另一束为与样品发生相互作用后进行积分探测的“信号光”。XGI在物光路中采用高灵敏桶探测器，可最大限度减少目标物体受到的剂量。尽管参考光路的高分辨数据采集需要大曝光量，但这部分辐射不会影响到样品...

2026-07-14

肉桂醛（Cinnamaldehyde，CAL）的选择性氢化是精细化工领域的重要反应，其产物—肉桂醇和苯丙醛等广泛应用于香料、药品和高端化学品合成。然而，CAL分子中同时存在C=C和C=O两种不饱和键，传统催化剂难以区分二者，常导致产物混杂、选择性差、催化剂失活等问题。单原子催化剂虽能提高原子利用率，但氢解离能力不足；而纳米簇或纳米颗粒则容易过度氢化，控制难度大。如何在保持高活性的同时实现精准选择性，是该领域的一个挑战。...

2026-07-03

近日，中国科学院上海高等研究院绿色氢能与高效储能团队提出限域工程策略，构筑超薄孪晶Ir-IrO₂异质界面，稳定形成2.68 Å Ir–Ir双位点，为激活氧化物路径机制（OPM）提供结构基础。结合原位ATR-SEIRAS、同位素DEMS、原位X射线吸收谱及理论计算，团队首次揭示了界面氢键介导氧化物路径机制（Hydrogen-Bond-Mediated Oxide Pathway Mechanism，HB-OPM）。研究发现，界面氢键网络可稳定含氧中间体、促进O–O键形成并抑制Ir过氧化，为酸性OER提供了新机理解释。基于该机制设计的催化剂在PEM电解水中展现出优异性能：在超低Ir载量（0.28 mgIr cm-2）下即可实现1.71 V达到2 A cm-2，并在1 A cm-2条件下稳定运行超过7500小时。为低铱高稳定PEM电解水催化剂设计提供了新策略，也为理解电催化界面氢键作用及氧析出反应机制提供了新的理论依据。

质子交换膜水电解中，析氧反应是根本瓶颈，仅铱基催化剂可耐受酸性工况，但铱的稀缺性使低载量下实现高活性和耐久性成为重大挑战。氧化物路径（OPM）机制通过相邻的双位点偶联实现O–O直接键合，可规避传统AEM限制和LOM退化。然而OPM要求Ir–Ir间距处于2.6–2.9 Å，传统催化剂会在长时间大电流工况下导致Ir–Ir间距扩大至3.1 Å。因此，稳定的2.9 Å的Ir–Ir双位点构型是激活OPM的关键科学问题。近日，中国科学院上海高等研究...

2026-06-23

化学发光是一种高灵敏度的分析技术，广泛用于生物成像、环境监测和临床诊断，其核心在于利用氧化还原反应产生激发态中间体，后者弛豫至基态时发射光子。构建高效且高特异性的化学发光系统，关键在于精准匹配氧化剂与发光探针。反应性铁物种（RFeS）兼具强氧化能力和优异的选择性，但其生成通常依赖强酸性条件，这与鲁米诺等常用化学发光探针在中性或弱碱性环境下最优的发光效率相冲突，严重制约了其实际应用。单原子催化剂（SACs），尤其是FeN4构型，可通过活化过氧单硫酸盐（PMS）产生活性物种，然而对称FeN4位点在电子转移和质子转移过程中能垒较高，且路径选择性不足，难以满足高性能化学发光体系的需求。

化学发光是一种高灵敏度的分析技术，广泛用于生物成像、环境监测和临床诊断，其核心在于利用氧化还原反应产生激发态中间体，后者弛豫至基态时发射光子。构建高效且高特异性的化学发光系统，关键在于精准匹配氧化剂与发光探针。反应性铁物种（RFeS）兼具强氧化能力和优异的选择性，但其生成通常依赖强酸性条件，这与鲁米诺等常用化学发光探针在中性或弱碱性环境下最优的发光效率相冲突，严重制约了其实际应用。单原子催化剂（SAC...

2026-06-18

中国科学上海高等研究院上海光源中心团队通过范德华异质结工程，将SLC交错磁体 Ca(CoN)2 与不同磁性衬底（SiSe2、CoCl2、CoSe）集成，首次实现了大范围、可磁性切换的谷能谷劈裂。

近年来，交错磁性（altermagnetism） 作为一种新型磁序态，因其兼具铁磁和反铁磁的优点而备受关注；特别是具有自旋-层锁定（spin-layer locking, SLC） 特性的二维交错磁体，如单层 Ca(CoN)2，在自旋电子学和谷电子学领域展现出巨大潜力。然而，如何在不破坏其本征磁结构的前提下，有效调控其能谷简并度，仍是一个关键挑战。基于此背景，中国科学上海高等研究院上海光源中心（以下简称“上海光源”）研究团队通过范德华异质结工...

2026-05-28

中国科学院上海高等研究院团队依托上海光源，发展了基于逆康普顿散射的伽马束流装置研究，在国际上首次建成了基于斜入射模式的能量可调的伽马束流装置—激光伽马线站，同时，团队自主研制了平坦效率中子探测系统，为精确测量氘核的电极化率提供了关键的支撑与技术保障。

原子核的电磁极化率是探索核力本质、理解核子间强相互作用的核心可观测量之一。在诸多原子核中，仅由一个质子和一个中子构成的氘核，作为最简单的二体束缚核系统，其电偶极极化率的精确测定，不仅能揭示氘核内部电荷分布对外电场的响应规律，更是严格检验核子-核子（N-N）相互作用势模型的“试金石”。此前，通常采用弹性散射方法或光致裂解截面结合Baldin求和规则方法，对氘核电偶极极化率进行测量。然而，前者的测量结果相较...

2026-04-23

传统哈伯-博施工艺合成氨依赖高温高压（400-500°C、10-30 MPa）和化石燃料，占据了全球约1%的CO2排放。在“双碳”目标背景下，锂介导氮气电化学还原合成氨技术为高效制氨提供了新路径，其核心挑战在于提升反应选择性与加速传质速率。该过程依赖电极表面固体电解质界面（SEI）层调控锂离子传输，但现有SEI层存在离子传导率低、去溶剂化能垒高等缺陷，导致高电流密度下反应界面收缩与析氢副反应加剧。尽管通过优化电极设计和电解质配方取得进展，氨分电流密度仍被限制在8 mA cm-2。高压间歇式电解虽能改善离子迁移，但系统能耗剧增且能效仅3%，难以实现连续生产。SEI层锂离子传导能力不足，是制约锂介导连续流电合成氨技术的核心瓶颈。该问题在高电流密度下尤为突出，导致锂离子传输动力学受限，难以实现高效连续合成。近日，上海交通大学变革性分子前沿科学中心李俊团队创新性地设计了一种功能分层的混合SEI结构：通过构建具有低离子结合能的外层促进锂离子去溶剂化，同时在富含离子传导域的内层实现高效锂离子传输。该设计成功将锂离子通量提升两个数量级，在连续流反应体系中实现了100 mA cm-2的高电流密度下稳定运行。值得注意的是，传统电解体系在超过8 mA cm-2时就会因SEI层锂离子耗尽导致反应界面急剧收缩，而新型混合SEI结构有效维持了反应界面的稳定性，使电流-氨转化效率获得显著提升。这一突破为发展高效锂介导合成氨技术提供了关键材料设计策略。相关突破性成果在 《科学》（Science ,2026, 391, 724-729）上发表：Enhanced Li-ion diffusion improves N2-to-NH3 current efficiency at 100 mA cm-2.

传统哈伯-博施工艺合成氨依赖高温高压（400-500°C、10-30 MPa）和化石燃料，占据了全球约1%的CO2排放。在“双碳”目标背景下，锂介导氮气电化学还原合成氨技术为高效制氨提供了新路径，其核心挑战在于提升反应选择性与加速传质速率。该过程依赖电极表面固体电解质界面（SEI）层调控锂离子传输，但现有SEI层存在离子传导率低、去溶剂化能垒高等缺陷，导致高电流密度下反应界面收缩与析氢副反应加剧。尽管通过优化电极设计和电解...

2026-04-10

近日，中国科学院上海高等研究院光源科学中心研究人员成功将4-（三氟甲氧基）肉桂酸（TFOA）作为多功能添加剂引入PbI₂前驱体溶液中，同步实现了对钙钛矿结晶行为的调控和体相/界面缺陷的有效钝化。

尽管已有大量研究聚焦于调控钙钛矿转化过程和顶部表面钝化，但对于两步法制备中残留碘化铅（PbI2）团簇的管理以及埋底界面的优化，仍缺乏深入探索。近日，中国科学院上海高等研究院光源科学中心研究人员成功将4-（三氟甲氧基）肉桂酸（TFOA）作为多功能添加剂引入PbI2前驱体溶液中，同步实现了对钙钛矿结晶行为的调控和体相/界面缺陷的有效钝化。相关成果发表在Chemical Engineering Journal上。研究发现TFOA中的羧基和三氟甲...

2026-04-08

常温射频腔在第四、五代先进同步光源等大型国家重大科技基础设施中发挥着不可替代的作用。然而，向射频腔馈入高功率微波时，必须匹配其不断漂移的谐振频率。近日，中国科学院上海高等研究院（以下简称“上海高研院”）上海光源微波组依托其在大型先进光源及相关国家重大科技基础设施建设中的深厚技术积累，成功研发出一种基于数字低电平控制系统的自主频率跟踪技术，可实时补偿射频腔在运行过程中的频率偏移，显著提升粒子加速器的运行稳定性。研究成果以“High-power test of normal conducting cavities with real-time resonant frequency tracking”为题发表在《物理评论加速器与束流》（Physical Review Accelerators and Beams）期刊上。

常温射频腔在第四、五代先进同步光源等大型国家重大科技基础设施中发挥着不可替代的作用。然而，向射频腔馈入高功率微波时，必须匹配其不断漂移的谐振频率。近日，中国科学院上海高等研究院（以下简称“上海高研院”）上海光源微波组依托其在大型先进光源及相关国家重大科技基础设施建设中的深厚技术积累，成功研发出一种基于数字低电平控制系统的自主频率跟踪技术，可实时补偿射频腔在运行过程中的频率偏移，显著提升粒子加速...

2026-02-11

中国科学院上海高等研究院Shanghai Laser Electron Gamma Source（SLEG）团队依托我国光子大科学设施—上海光源发展了基于逆康普顿散射的伽马束流装置研究，在国际上首次建成了基于斜入射模式的能量可调的伽马束流装置—激光伽马线站。同时，团队自主研制了极化伽马测量系统，为测量光子—电子斜散入模式光子极化性质的传递提供了关键的支撑与技术保障。

光子与电子的康普顿散射是最基础的电磁过程之一，量子电动力学（QED）可以很好地描述散射光子的能量、角分布性质。然而，对于散射光子的极化特性，QED仅能给出光子-电子180o背散射（back Compton scattering）这一特殊模式下的精确描述。对于更加普适的光子—电子以一定角度斜散射（slant Compton scattering）模式下的散射光子极化性质描述，QED需要进行复杂的理论约化。近几十年，理论物理学家对光子—电子斜散射模式下光子极...

2026-02-02

2026年1月24日，由中国科学院上海高等研究院上海光源波荡器项目团队研制的合肥先进光源首台椭圆偏振波荡器，圆满完成出厂测试工作。

2026年1月24日，由中国科学院上海高等研究院上海光源波荡器项目团队研制的合肥先进光源首台椭圆偏振波荡器，圆满完成出厂测试工作。经来自中国科学技术大学的测试专家组现场严格测试与评估，一致确认该设备的各项测试指标均满足或优于合同规定要求，同意其通过出厂测试，准予交付。合肥先进光源国家重大科技基础设施（HALF）是基于衍射极限储存环技术的第四代低能量区（2.2 GeV）同步辐射装置，产生的软X射线的亮度和相干性比第...

2026-01-27

纳米气泡在生物医学气体递送领域展现出巨大潜力。其超高稳定性、特殊的界面和生物学效应，使其气体运输效率和功效远优于传统方法。

纳米气泡在生物医学气体递送领域展现出巨大潜力。其超高稳定性、特殊的界面和生物学效应，使其气体运输效率和功效远优于传统方法。同济大学王霞/王启刚教授团队与中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源张立娟研究员等人紧密合作利用上海光源BL08U1A线站的软X射线谱学显微和辅助实验系统的高分辨液相透射显微镜等先进技术，探究了酶促纳米气泡的原位形成、稳定/扩散过程及其在神经损伤治疗中的潜力。该研究成果以“Peptide-n...

2025-11-24

​析氧反应（OER）是电解水制氢的限速步骤，其缓慢的动力学限制了电解水制氢技术的大规模应用。开发高效非贵金属催化剂（如钴基氧化物）是解决这一问题的关键。

    析氧反应（OER）是电解水制氢的限速步骤，其缓慢的动力学限制了电解水制氢技术的大规模应用。开发高效非贵金属催化剂（如钴基氧化物）是解决这一问题的关键。钴基氧化物在碱性条件下易发生表面重构，形成活性物种CoOOH，但其重构机制（如LOM机制）的动力学调控及活性位点生成规律尚不明确。目前常规的电化学原位XAFS实验技术（测量时间~10分钟）广泛应用于电压依赖的催化剂活性物种的精确识别上，但是对于预催化剂的快...

2025-09-15

​​铂因高催化活性和热稳定性，被广泛应用于汽车尾气净化等领域。单原子分散的铂催化剂能最大化原子利用率，并降低贵金属用量，如能解决其活性与稳定性问题，将具有广阔的应用前景。

中国科学院上海高研院光源中心时间分辨组的甘涛博士和李炯研究员利用“缺陷工程调控”策略，在具有La空位的钙钛矿LaFeO₃（v-LaFeO₃）上成功锚定氧化态铂单原子（Pt⁴⁺）来构建高性能催化剂。该催化剂无需还原预处理，即可实现高效的低温CO氧化，且具有很好的稳定性。研究团队基于上海光源BL11B实验站搭建了原位吸收谱-质谱联用技术（in situ XAFS-MS hyphenation techniques）研究平台。并基于此技术揭示了该过程的反应机制：铂单原子为反应活性中心，v-LaFeO₃与Pt原子间的界面配位氧直接参与反应。CO与界面氧结合生成CO₂，消耗的氧物种通过O₂在Pt位点的解离快速补充。反应过程中铂的配位环境虽随氧物种循环发生动态变化，但氧化态Pt的核心状态与高配位结构始终保持，避免了铂的还原团聚或过度氧化钝化。该研究为Pt单原子催化剂（SACs）在催化氧化反应中“活性与稳定性难以兼顾”的难题提供了解决方案，同时XAFS-MS联用技术的发展也为其他催化反应的构效关系研究提供了强大助力。相关研究成果发表于Journal of the American Chemical Society。该成果是在前期超低贵金属含量催化剂与廉价催化剂开发研究（J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 16549-16557; Nat. Commun., 2021, 12, 2741; Appl. Catal. B: Environ. 2019, 257, 117943）的基础上，进一步通过构建原子分散的稳定活性位点，成功制备出高效且稳定的氧化催化剂。

铂因高催化活性和热稳定性，被广泛应用于汽车尾气净化等领域。单原子分散的铂催化剂能最大化原子利用率，并降低贵金属用量，如能解决其活性与稳定性问题，将具有广阔的应用前景。中国科学院上海高研院光源中心时间分辨组的甘涛博士和李炯研究员利用“缺陷工程调控”策略，在具有La空位的钙钛矿LaFeO₃（v-LaFeO₃）上成功锚定氧化态铂单原子（Pt⁴⁺）来构建高性能催化剂。该催化剂无需还原预处理，即可实现高效的低温CO氧化，...

2025-09-03

上海激光电子伽马源（SLEGS）专业组在首次实验中系统测量了197Au和159Tb的(γ,1n)光中子反应截面，对SLEGS特色的光中子截面测量方法学做了检验，为将来光核数据的系统性差异解决提供了研究基础与实验条件。

光中子反应截面是核物理、核天体物理及核技术应用中的关键参数。自上世纪60年代以来，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（Livermore）和法国萨克莱核研究中心（Saclay）使用正电子飞行湮灭伽马源所测数据存在系统性差异，虽经多次实验评估，仍未完全解决，急需重新测量和评价。上海激光电子伽马源（SLEGS）是上海光源二期建设的国际首条基于激光康普顿斜入射（Laser Compton Slant-Scattering, LCSS）模式的22MeV以下能区伽马射线束...