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鉴于纳米材料独特的空间尺度，对其表征主要是通过光子、电子和表面探针技术来实现。它们是开启丰富多彩纳米世界的三把钥匙。本报告将详细讲述同步辐射X射线技术在纳米材料研究中的应用。通过对纳米材料、半导体材料以及人工光合作用体系的研究与分析，逐步展示X射线和光谱学方法在材料空间结构和电子能态结构表征方面的优势。