做个简单的科普。
同步辐射光本质上就是一种高能X射线。X射线作为探测物质结构的探针,其光源亮度是最为关键的指标。更高的亮度意味着能将物质内部的微观结构“看”得更清楚。
在发现同步辐射的70多年历史里,从最初被“厌恶”,到现在被“追捧”,人们对同步辐射的态度也发生了巨大的转变。
最初的同步辐射光源是“寄生”在粒子对撞机上的,是在现有粒子加速器的基础上开展同步辐射研究,也就是第一代同步辐射光源。第二代光源是专用同步辐射光源,不再依赖于粒子对撞机以及粒子物理的研究。第三代光源是使用了大量的插入件,这提高了同步辐射的性能。
现在,国际上已经发展到了第四代同步辐射光源,这一代光源基于衍射极限储存环技术,电子束发射度比上一代降低1-2个数量级,接近甚至达到X射线的衍射极限发射度,而平均亮度则更高。实际上,直到2010年左右,衍射极限储存环的关键物理与技术取得突破,才使得衍射极限储存环的实现成为可能。巴西的Sirius、欧洲的 ESRF-EBS、美国的APS-U等都属于第四代光源。
同步辐射光源已经成为支撑多学科前沿研究及众多国家需求、工业应用研究至关重要的实验设施,基于同步辐射光源的研究工作已经获得了5次诺贝尔奖,一系列创新的工业、医药等产品也在同步辐射光源的支持下得到研发。同时,科学研究前沿、国家需求的发展也不断地促进着同步辐射光源性能的提升,国际上大约每隔十年左右就会出现一批新的性能更高的同步辐射光源。
目前,全世界正在运行的同步辐射光源有50多台,是数量最多、支撑学科范围最广的大科学实验设施。
中国同步辐射也经历了四代的发展。
第一代是1989年建成的依托北京正负电子对撞机的北京同步辐射装置,第二代是1990年建成的合肥同步辐射光源,第三代则是2009年建成的上海光源。开放运行以来,各装置孕育了许多重量级的科学研究成果。
2023年3月14日,“十三五”国家重大科技基础设施、中国的第四代同步辐射光源——高能同步辐射光源(High Energy Photon Source,HEPS)直线加速器满能量出束,成功加速第一束电子束。它如同一个超大号的X光机,可以“照亮”微观世界,通过对微观结构多维度、实时、原位表征,为物质做“体检”,揭示物质微观结构生成及演化机制。
HEPS由中科院高能所承担建设,自2019年6月启动建设,建设周期为6.5年,之前预计2025年底竣工验收,现在看项目进度已经大幅度提前了。
作为一台电子能量为6GeV,发射度小于等于0.6 nm·rad的高性能高能同步辐射光源,其首要目标为提供高能、高亮度的硬X射线,这是为了满足国家发展战略相关研究的需求,同时,也将为工业领域与基础科学领域提供更好的支撑平台。
$必创科技(SZ300667)$ 在2018年的时候曾经中过一次清华大学真空紫外光谱仪采购项目,周五已经20厘米涨停而且很可能不止一个涨停,$钢研纳克(SZ300797)$ 虽然只持有纳克微束35%的股份,但是的确是纳克微束第一大股东,股权穿透一下后纳克微束是钢研绝对控股的,而且纳克微束是确定的HEPS的X射线管项目的牵头单位,钢研纳克是截止目前市场上最能确定深度参与HEPS项目的个股,除了纳克之外还有另外一个绕不开的标的,就是$东方钽业(SZ000962)$ 。
至于HEPS了光刻机有啥关系,举个最简单的例子大家就都明白了。
现在橙子丰收了,有好几吨橙子,需要从里面挑出直径为3厘米(3nm) 的,做成精品包装。
国外的办法是,用最先进的电子设备,只要扫描一下,就能给你标记出直径刚好3厘米的橙子,然后从里面挑出来,包装起来。
我们暂时做不出这么精密的电子设备,于是我们换了一种土办法,拿两根竹子固定住,一头大一头小,然后把所有果子倒进去,测量一下哪个位置出来的橙子刚好3厘米,然后那里掉下去的所有橙子都是3厘米。
HEPS就是一种绕过光刻机的颠覆性技术,可以直接实现各种型号制程批量光刻,HEPS的核心就是把之前需要光镜和电镜分析的东西直接转化为分析各种X射线源。
所以HEPS并不是光刻机,而是光刻厂。