第十五屆X光科學暑期學校 - 能源與量子材料的 X 光與中子散射探測及應用
The 15th X-ray Science Summer School –X-ray and Neutron Probes of Energy and Quantum Materials
活動緣起與目的
同步輻射光源是目前科學研究中最重要的工具之一，其涵蓋的電磁波波長範圍自 X 光延伸至中紅外光。透過物質與不同波長電磁波之間的交互作用，研究人員得以應用於物理、化學、材料、半導體、生物、醫學、製藥、能源、考古、地質與環境等基礎與應用科學領域。
國家同步輻射研究中心（國輻中心）於1993年完成台灣光源（Taiwan Light Source, TLS）之建置，使我國正式躋身於擁有先進加速器光源的國家之列。台灣光源長期穩定運轉所累積之科學研究成果，已可與國際頂尖同步輻射設施相互比肩，並為國內基礎與應用科學研究奠定穩固基礎。除國內大型研究設施之建置外，國輻中心亦透過國際合作模式，於日本 SPring-8 興建兩條硬 X 光台灣光束線，並負責由臺灣團隊於澳洲 ANSTO 自主設計與建造之冷中子三軸非彈性散射實驗站之後續運轉。
近年來，在政府科技政策的支持，以及國輻中心與用戶社群的共同努力下，自2010年起啟動超高亮度台灣光子源（Taiwan Photon Source, TPS）的建設計畫。自 2016 年起的第一期七條光束線，目前已有十九條光束線陸續開放用戶使用，相關研究成果已發表於 Nature 等國際一流期刊。第三階段光束線則亦於 2019 年起持續規劃建設中。透過此先進探測技術平台，得以開創嶄新的實驗方法、發展關鍵實驗技術，並為產、學、研各界提供進行基礎研究與跨領域研究的重要支援。
國輻中心長期投入同步輻射技術的研究與推廣，不僅於國內多所大學（包括台灣大學、清華大學、陽明交通大學、中央大學及成功大學）開設相關課程，亦積極推動台灣光子源等大型研究設施的科學應用，促進國內同步輻射研究領域的持續發展與技術創新。第十五屆 X 光科學暑期學校將於 2025 年暑期由國輻中心舉辦，旨在推廣同步輻射光源之科學應用，並培育國內年輕研究人才，提升對同步輻射光源及其前沿實驗技術的理解。
本屆暑期課程將以X光散射技術作為導入，簡要說明其在解析材料結構與有序態中的基本概念，協助學員建立對材料中電荷、軌域與磁性排列之初步理解，作為後續探討低能激發與動態行為之基礎。在此基礎之上，本屆課程將聚焦於非彈性散射技術（Inelastic Scattering）在量子材料與能源材料研究中的前沿應用，包含共振非彈性X光散射（RIXS）與非彈性中子散射（INS）等探測手段，系統性介紹其在解析材料低能激發與動態行為中的關鍵角色。非彈性散射透過量測光子或中子與物質之間的能量與動量交換，得以直接探測材料中的激發態，為理解材料物性形成的微觀機制提供關鍵實驗依據。課程內容亦將涵蓋X光放射光譜（XES）與高能量解析螢光偵測（HERFD）。此外，為拓展課程內容之深度與廣度，並強化跨領域教學與交流，本屆課程將與臺灣師範大學物理學系協辦，邀請相關領域教授參與授課，補充材料科學相關主題，使課程內容涵蓋從基礎物理機制到材料應用之多面向觀點，進一步提升學員對實驗技術與研究議題之整體理解。
量子科技與永續能源相關研究為我國積極推動的重要前瞻發展方向，兩者在研究議題上雖各有側重，卻同樣需要對材料中低能激發行為及多重自由度之耦合機制有深入理解。量子材料中由自旋、軌域、晶格與拓樸性所衍生的集體量子行為，以及能源材料在反應與操作條件下所展現的電子結構演化與鍵結動態，皆可由具能量解析度的非彈性散射技術直接觀測與解析。
此暑期課程將透過由基礎原理延伸至實際研究案例的課程設計，說明不同非彈性散射技術在能量尺度與動量空間之探測特性及其互補關係，剖析量子材料與能源材料中低能激發的本質及其耦合機制，協助學員建立對各類探測手段適用範圍與物理意涵的整體理解。期望能使國家長期投入建設的先進研究設施與探測技術，進一步為相關師生所認識與善用，從而擴展國內在量子材料與能源材料研究的整體發展，並透過系統性的技術介紹與教學活動，促進國內專家學者、年輕學者與學生之間的學術交流，奠定更為堅實的人才培育與研究基礎。
課程地點：日月潭教師會館
課程表(暫定)：
X-ray and Neutron Probes of Energy and Quantum Materials
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8/18 (Tue)
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8/19 (Wed)
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8/20 (Thur)
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8/21 (Fri)
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09:00 - 09:40
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Travel to the venue
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RIXS beamline & study on energy materials
(TPS 41A)
黃筱妤
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TBA
趙宇強
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XES (TPS45A2)
邱昭文
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09:40 - 10:20
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TBA
陳怡誠
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10:20 - 10:40
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Coffee break
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Coffee break
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Coffee break
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10:40 - 11:20
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RIXS on quantum materials
藤森淳
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TBA
劉祥麟
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HERFD (BL12XU)
平岡望
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11:20 - 12:00
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Discussion
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12:00 - 13:30
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Registration / Lunch
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Lunch
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Lunch
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Lunch
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13:30 - 15:00
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13:30 - 13:40
Opening
13:40 - 15:00
Overview
黃迪靖
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Introduction to neutron scattering
(SIKA)
矢野真一郎
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Experimental Schemes, Parameters, and Measurement Types: Perspectives on RIXS
曾奕
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13:00 - 13:30
Closing Remarks
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15:00 - 15:15
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Coffe break
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Coffe break
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Coffe break
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15:15 - 16:45
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REXS (TPS 09A)
翁世璋
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Examples of inelastic neutron scattering
矢野真一郎
Examples of elastic neutron scattering
吳紘丞
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Discussion
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16:45 - 17:00
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Discussion
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Discussion
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18:00 - 19:30
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Dinner
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Dinner
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Dinner
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國內外相關領域學者專家
協辦單位：國立臺灣師範大學物理學系
報名方式
本課程預定招收75名學生，歡迎各大專院校四年級以上學生、研究生及相關研究人員踴躍報名參加，鼓勵本中心用戶推薦學生參與此次暑期學校課程。
有意願報名者請點選右上方「立即報名」進行報名，報名費5,000元（提供兩人一房的雙人房），完成網路報名及繳費才視同報名成功。
報名受理期間為即日起至115年6月18日或額滿為止。
若有任何問題請email至xray_school@nsrrc.org.tw，或洽(03)578-0281# 7209，濮小姐。
報名資料不合規定者，恕不受理。
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Step1. 填寫報名表：有意願報名者請點選右上方「立即報名」進行報名。
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Step2. 付款方式：匯款至以下帳戶。
戶名：財團法人國家同步輻射研究中心
銀行：台灣銀行(代號：004)新竹科學園區分行(代號：0738)
帳號銀行：073001106939
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Step3. 填寫匯款回條：匯款後填寫匯款資訊。
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Step4. 報名成功：主辦單位確認報名資料與匯款資訊後，即完成所有報名程序，報名狀態顯示「報名成功」。
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請務必確認發票開立資訊是否填寫正確，發票將於繳費後開立並掛號寄至通訊地址。