W/Si,WSi_2/Si和W/TiN纳米多层膜的成膜特性和热稳定性

近20年来,同步辐射光源的迅速发展为软X射线波段提供了性能优良的光源.由于通常的光学反射、透射元件在软X射线波段不能使用,在紫外波段使用的光栅单色器和在X射线波段使用的晶体单色器也由于各自的结构、性质,在软X射线波段的使用受到限制.层厚为纳米量级轻/重元素层(或其他低/高电子密度层)组成的周期性多层膜在软X射线波段可以     

中红外自由电子激光辐照后牙釉质上的元素分布的变化

为了了解中红外自由电子激光辐照对牙釉质化学成分的影响, 在北京自由电子激光装置上对牙釉质进行了辐照. 用同步辐射X荧光和扫描电子显微镜分析了辐照和未辐照牙釉质的元素分布. 分析表明, 激光的波长在牙釉质红外吸收峰(9.65 μm)处, 辐照处形成椭圆小坑(熔结区), 并伴有显著的化学元素的丢失. 元素丢失的多少按以下顺序P＞Ca＞Sr. 扫描电子显微镜(SEM)测量验证了熔结区内元素的分布是不均匀的. 元素丢失的范围为600μm×200μm的椭圆. 预示着中红外自由电子激光是牙外科的一个潜在的优秀光源.     

同步辐射X射线光刻中光刻胶显影速率模型研究

同步辐射X射线光刻自从被提出来以后,就日益引起了许多人的注意.它具有许多优点,比如高分辨率、大的工艺宽容度、高产量等,被普遍认为是一种很好的可应用于0.25μm以下的光刻技术.鉴于同步辐射X射线光刻技术在未来的光刻技术中所占的重要地位,我国光刻技术研究者于1990年在北京同步辐射装置(BSRF)3BIA束线上筹建了我国首座同步辐射X射线光刻站,并于1990年6月成功地进行了我国首次同步辐射X射线光刻实验.在同步辐射X射线光刻实验中,准确地选择曝光时间和曝光束流的乘积是很重要的(该乘积以下用XK来表示),因为它会直接影响到光刻胶的显影速率,从而影响到以下图形转换的质量.     

用正电子湮没研究中子辐照Si

硅在能源技术应用中是很重要的材料,随着离子注入技术发展和对掺杂兴趣增加,了解由于粒子辐射而造成辐射损伤引起的空位与退火温度关系是非常重要的.在研究半导体缺陷中,正电子湮没方法是非常有用的方法,因为捕获正电子湮没的特性是受缺陷电荷影响,研究结果表明在半导体中,正电子能被辐射损伤缺陷所捕获.本工作是用正电子湮没寿命来研究经过中子辐照后的单晶硅,未退火及在400～1150℃范围内退火的空位变化情况,讨论了捕获模型.1 实验     

NiO-In2O3薄膜/锡掺杂玻璃光波导传感元件及其气敏性

通过溶胶凝胶法(sol-gel)研制了NiO-In2O3复合薄膜/锡掺杂玻璃光波导传感元件,并对传感元件的气敏性能进行了研究.实验结果表明,该传感元件对浓度为1×10-4(体积分数)的二甲苯气体具有较好的选择性,在常温下该传感元件能够检测到二甲苯气体的最低浓度是1×10-7(体积分数),所对应的响应及回复时间分别是3和26s,实验相对标准偏差范围是18%±1%.     

Ni3Al中空位团对周围原子排列与位移阈能的影响

反应堆材料是在强辐照条件下工作的.由于核反应堆安全性和可靠性的要求,人们做了大量的工作来研究辐照损伤对材料的结沟与性能的影响,由于从实验上跟踪缺陷生成的过程与微观机制非常困难,目前这方面的很多结果是通过计算机模拟结合一些纯理论工作得出的.其中不少工作是通过计算材料中原子的位移阈能(Displacement threshold energy,E_d)来研究材料的辐照损伤效应.快速运动的原子,能够导致产生稳定的Frenkel缺陷对,该原子所具有的最小的动能就是它的位移阈能,E_d是表证材料中辐照损伤效应的重要参数.     

深度同步辐射光刻研究

80年代中期由Ehrfeld教授及其同事创造的LIGA(in German:Lithographfie Galvano-formung,Abformtecnnik)技术被认为最有前途的超微细加工方法.LIGA技术即是深度同步辐射X射线光刻、电铸成型、塑料铸模等技术相结合的综合性技术.最基本和最核心的工艺是深度同步辐射光刻,只有深度同步辐射光刻刻蚀出比较理想的光刻胶图形,才能保证制作出高质量的其它材料(如金属)结构图形.LIGA技术在Wisconsin大学得到进一步发展,使之能够实现各零件的组合和装配.     

正庚烷+丙烷/氧气/氮气低压预混层流燃烧

利用同步辐射真空紫外光电离质谱和分子束取样技术, 研究了正庚烷掺混丙烷/氧气/氮气(掺混比为0, 0.1和0.2)的低压预混层流燃烧. 分析了正庚烷/氧气/氮气与正庚烷+丙烷/氧气/氮气火焰中的燃烧中间物, 比较了不同掺混比下燃烧产物及主要燃烧中间物的摩尔分数曲线, 为研究正庚烷及正庚烷掺混丙烷在发动机上的燃烧, 以及相应燃烧化学反应动力学模型的建立提供了实验数据.     

同步辐射X射线荧光分析的晶态物质衍射影响——以晶质与非晶质单斜辉石为例

同步辐射X射线 (白光 )微束激发晶态物质和非晶态物质时 ,其中晶态物质的衍射线将严重影响元素的X射线能谱分析 .其最有效的解决办法是采用同步辐射单色光激发样品 ,或在样品与Si(Li)探测器之间加入一准直器以消除衍射作用的影响 .     

三氟甲烷抑制CH4/O2低压预混平面火焰的实验研究

利用同步辐射分子束质谱对三氟甲烷抑制下的CH₄/O₂低压预混平面火焰的燃烧生成组分进行了实验测量, 通过选择性探测燃烧自由基与反应中间体, 初步研究了三氟甲烷(CF₃H)的化学灭火动力学. 结果表明, 同步辐射分子束质谱方法能够广泛探测到灭火剂作用下的燃烧生成组分, 尤其是反应中间体与自由基. 三氟甲烷灭火剂(CF₃H)在火焰预热区内完全参与反应, 生成了CF₃和CF₂等含氟中间体, 并且CF3将作为主要组分继续参与火焰主反应区内的抑制过程. 由三氟甲烷(CF₃H)生成的主产物氟化氢(HF), H－F键能远大于H－Br键能, 因此十分稳定, 不会参与类似的溴化氢(HBr)对燃烧自由基OH和H的清除反应, 这是造成三氟甲烷(CF₃H)灭火性能低于传统含溴哈龙灭火剂的主要原因.     

封面说明

<正>同步辐射装置是世界上运行数量最多的大科学装置,相比于常规的X射线,同步辐射具有高亮度、高准直、单色性好、相干性好等优点.同步辐射硬X射线(SRX)同轴相位衬度成像的密度灵敏度高,穿透能力强,能够实现多尺度空间分辨,在众多领域有广泛应用.该方法成像的衬度和空间分辨率与光源的尺寸和对称度、入射光的发散度和空间相干性等因素有关.目前世界上主要的SRX相衬成像束线的光源对称度都很低,制约了成像衬度和空间分辨率的进一步提     

同步辐射单光子电离在燃烧研究中的应用

介绍了国家同步辐射实验室新建立的燃烧实验站及获得的初步实验结果. 由于同步辐射可以提供高亮度、高准直性和波长连续可调的真空紫外光, 并且真空紫外光电离是单光子过程, 与分子束质谱相结合, 能够精确地探测燃烧产物, 尤其是各种中间体、自由基等. 该方法为深入研究碳氢化合物的燃烧动力学, 揭示燃烧反应的机理, 提供了一种全新的研究手段.     

2,5-二甲基呋喃/氧气/氩气低压预混层流火焰燃烧中间物种的鉴定

利用同步辐射真空紫外光电离质谱结合分子束采样技术, 研究了燃烧当量比(Φ)为2.0的2,5-二甲基呋喃(DMF)/氧气/氩气低压预混层流火焰燃烧特征, 得到DMF火焰的光电离质谱和燃烧中间物的光电离效率谱. 将实验测量得到的电离能与文献中的电离能或者利用量子化学从头算(ab initio)方法得到的理论电离能比较, 确定了DMF燃烧中间物种的化学结构. 在DMF火焰中探测到了包括呋喃类、芳香烃、自由基等在内的70多种分子和自由基.     

衍射极限储存环光源相关物理问题

基于电子储存环的同步辐射光源是20世纪基础科学研究领域应用最为广泛的高性能X射线源,已经历了三代发展.第四代同步辐射光源一个重要的发展方向是衍射极限储存环光源.衍射极限储存环基于紧致型的多弯铁消色散结构,可以实现接近甚至达到X射线衍射极限的超低发射度,具有超高亮度、强相干性等优点.不过,超低发射度设计带来一系列的挑战,需要在诸多性能参数之间寻求合理的平衡点.本文将主要介绍衍射极限储存环的磁聚焦结构设计及注入方法的发展演化、面临的挑战以及解决措施.此外,还将介绍机器学习在衍射极限储存环物理研究中的应用,以及结合自由电子激光原理提升同步辐射性能等课题.     

基于界面和纳米析出相材料的抗辐照损伤机制研究进展

核能是重要的清洁、可靠和可持续的能源.核能的发展离不开高性能的核反应堆结构材料,这些结构材料在高温、高剂量辐照的环境下长时间服役,其性能在很大程度上决定反应堆的使用寿命.载能粒子轰击会在材料中引入大量缺陷,这些缺陷随时间的演变往往造成材料组织结构的改变,从而引起材料性能的下降,甚至失效.具有更苛刻服役条件的先进反应堆急需具有更优异抗辐照损伤性能的结构材料.抗辐照损伤材料设计的本质就是通过成分和微观结构等设计来提高材料中载能粒子辐照所引入缺陷的湮灭能力,从而提高材料的抗辐照性能.基于界面的抗辐照损伤设计是近几十年抗辐照损伤材料设计的主要思路.本文从抗辐照损伤机理研究存在的挑战出发,主要综述了基于界面的抗辐照材料结构、成分设计及特点,已经提出的抗辐照损伤设计方案及相关机理,重点介绍了北京大学技术物理系核技术应用团队基于界面以及提出的循环溶解再析出的纳米析出相的抗辐照损伤材料设计及机理方面的研究进展,并对未来基于界面和纳米析出相抗辐照损伤设计的研究进行了展望.     

CeO2/Si薄膜的紫/蓝光跃迁

利用双离子束外延技术制备了CeO2/Si薄膜, 观察到了CeO2室温蓝光发光以及低温紫光致发光(PL)现象. 利用XRD和XPS对薄膜结构及价态进行分析后表明, CeO2的发光机制是由于电子的Ce4f→O2p跃迁和缺陷能级→O2p能级跃迁共同作用的结果, 并且这些缺陷能级位于Ce4f能级上下1 eV的范围内.     

纳米TiO2膜对水中微量微囊藻毒素的光催化降解

富营养化水体中的微囊藻毒素是一种传统净水技术难以去除的致癌毒素. 研究了低光强辐照条件下, 溶胶凝胶法制备的纳米TiO₂薄膜光催化降解水中微量微囊藻毒素Microcystin-LR. 固相萃取结合高效液相色谱方法的分析结果表明: 自然条件下浓度水平的Microcystin-LR (μg/L)能够有效地被光催化氧化分解, 降解受到pH值、毒素初始浓度和光照强度的影响. pH 4左右时降解速度最快, 辐照强度为400 μW/cm2条件下120 min内浓度为20 μg/L的毒素的降解率达到95%. 采用Langmuir-Hinshelwood机理研究了微量Microcystin-LR的光催化降解, 降解模式符合准一级动力学方程. 在pH 6.7和辐照强度为400 μW/cm²条件下, 浓度为20 mg/L的毒素的准一级降解速率常数和半衰期分别为0.0157 min^-1和44 min. 在200~1000 μW/cm²的UVA光照变化范围内, 降解速率随辐照强度的0.82次幂值增长, 相应表观量子效率为5.19×10^-8 g/J.     

质子辐照对Zr41.5Ti14.9Cu12.6Ni10.5Be20.4大块非晶合金结构弛豫的影响

通过X射线衍射(XRD)、示差扫描量热分析(DSC)和电阻率的变化研究了质子辐照对Zr_41.5Ti_14.9Cu_12.6Ni_10.5Be_20.4大块非晶合金结构弛豫的影响. 结果表明, 在203 K时, 以质子的能量为160 keV、剂量为1.65´10¹⁶粒子/cm²辐照后, Zr_41.5Ti_14.9Cu_12.6Ni_10.5Be_20.4大块非晶合金发生了明显的结构弛豫; 而经质子能量为160 keV、剂量为1.1´1015粒子/cm²和能量为120 keV、剂量为6.5´10¹⁵粒子/cm²辐照后, Zr_41.5Ti_14.9Cu_12.6Ni_10.5Be_20.4大块非晶合金形成了更稳定的玻璃态.     

二维层状材料原位电子辐照研究

纳米结构的高精度可控加工是制约器件小型化发展的重要限制因素之一,而基于透射电子显微镜的电子辐照有望在加工精度上推动纳米加工的进程.透射电子显微镜中高能电子束不仅能用于原子结构成像,还可用于原位辐照加工.因此,基于透射电子显微镜的电子辐照效应研究既有利于从原子尺度上探索材料在电子辐照作用下的结构稳定性及结构演变规律,又有利于加深对电子辐照过程的理解,为纳米结构的高精度可控加工提供理论依据和实验基础.本文将简要介绍几种常见的电子辐照效应,并综述近年来利用透射电子显微镜在石墨烯、氮化硼、过渡金属硫族化合物等二维层状材料原位辐照方面的研究进展,为进一步研究二维材料结构稳定性和精准、可控加工低维纳米结构提供参考.     

聚焦电子束诱导SiO_x纳米线表面碳沉积的分形生长

电子束诱导沉积技术已被证实可以实现各种材料的分形生长,但是目前尚未发现聚焦电子束辐照下低维纳米结构表面未受辐照位置的分形生长现象,造成了聚焦电子束诱导分形生长机理研究的空白与片面性.以透射电子显微镜中残留的有机气体分子为前驱体,室温下利用高能聚焦电子束辐照,研究了一维非晶SiOx纳米线表面未受辐照位置碳沉积的分形生长.利用高分辨透射电子显微镜对SiOx纳米线表面非晶碳的沉积过程进行原位观察,发现了SiOx纳米线表面未受辐照位置非晶碳的不均匀沉积及分形生长,并捕捉到了碳沉积分形生长过程的细节.同时对聚焦电子束诱导SiOx纳米线表面未受辐照位置非晶碳的不均匀沉积及分形生长机理进行了深入的探索.