软X射线光谱分析技术，是以傅里叶变换干涉技术(SXFTS）为基础的短波段分析技术，是国际顶级水平的光谱学技术。SXFTS技术在世界科学领域还是一项新的技术，标志着一个全新的实验装置、工作在一个尚未开展过的范围，其最主要的特征是工作在200nm~1nm的波段。由于在这个波段光谱具有宽泛的范围、高分辨率、高波长精度、多波长采集等优势，这个波段的光子能量可以选择激发元素周期表上大多数元素的原子共振能级。在这个谱区，光子能量正好与几乎绝大部分元素的主要共振线匹配，为元素和化学分析提供了非常精确的方法。SXFTS技术是测量电磁辐射和基本粒子的一种重要的工具，可以满足了在物理学、化学、材料学等领域进行原子水平研究的要求。
相比较XPS、XAS和Raman等光谱分析技术, 更短的光谱波段具原子结构分析的优势。Raman光谱分析法可以得到分子振动、转动及电子平移方面信息，是研究分子水平的一种分析方法。几十年来，科学家们应用它几乎检测了所有能得到的物质样品，也几乎穷尽可以使用的方法。由于仅仅在可见光和近红外线波段范围内应用，限制了科学家利用其向原子结构或更深层次的扩展。
SXFTS技术将以往只能在分子水平进行探测提升到可以在原子水平进行探测，将只能得到物质表面信息的研究水平提升到可以获得了被测量样品的总体性质、埋藏结构、液体样品等深度信息。一个典型的例子，在碳纳米管、多层膜或一个体的结构中，你希望探测到1000Å以上甚至更深层的结构信息，希望得到材料中原子的键合及电子结构等多种信息，你采用什么分析技术？你可能需要一个超越目前表面分析技术的帮助。同样，SXFTS技术在探测材料的电子结构和性能中起着重要的作用，你会发现更多的电子特征，当然可研究的方面还不仅仅如此。
在C60中添加适量的过渡族金属元素，形成新的金属碳化物的发现，是科学家在应用了软X射线光谱分析技术，发现了金属原子可以与C60原子产生键合作用。这个实验结果对推动C60合成为新的金属碳化物具有重要的意义。目前，含有金属元素的碳纤维材料己被用于最先进的飞机发动机中。应用SXFTS技术，有助于在原子结构的水平研究和开发新的材料，也有助于在原子水平分析新的材料。
在我国目前仅有三个同步幅射实验站中，没有适合软X射线使用的第四代同步幅射光源。在200nm~1nm的光学波段，光谱分析技术的研究几乎是空白，导致了国内在凝聚态物理、材料学、化学等领域的结构分析水平，一直徘徊在原子水平以外，停留在表面信息阶段。这也是很难在材料的原子结构展开研究的原因。
2019年4月《Nature Reviews Chemistry》杂志社与电子科技大学(校长曾勇）联合主办了一次国际自然学术会议，主题是“新兴材料与器件：电子结构与性能”，国内外科学界普遍认为这是一个明确的主题，开启了材料研究向原子结构深度探索的序幕。
利用SXFTS技术的诸多优势，在原子水平开展研究，超越各种表面光学分析技术的局限，可以在科学技术的基础研究和应用研究得到新的收获。近半个世纪以来，在自然科学领域获得的诺贝尔奖中，有超过60%以上的成果是借助于先进的科学仪器完成的。
美国伯克利(ALS)国家实验室，多国科学家组成的团队利用软X射线光谱技术，持续多年地探索物质的电子结构，成功地进行了铜氧化物、C60等一系列材料的超导实验。2019年1月，美国伯克利实验室揭秘铜氧化物高温超导现象的关键线索为电子自旋。取得这项成果的美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室项目负责人Alessandra Lanzara特别说明：这是不同学科的专家一起合作将推动科学进展，以及新仪器设备是怎样推动科学发展的典型范例。 (待续）
