X射线磁性圆二色吸收谱:实验设备与初步实验

合肥国家同步揭射实验室已建立了初步的X射线磁性圆二色吸收谱（XMCD）技术，可以测量铁磁性3d过渡族元素Fe，Co和Ni的L边的XMCD，并获得它们的轨道和自旋磁矩．XMCD线站的主要技术参数为：能量范围100～1000eV，光子通量≈10^8 ph／s，能量分辨率≈1000；外磁场1500Gs.除了测量XMCD外，还可以测量C，N，O的K边近边吸收谱，以及部分元素的L边近边吸收谱．     

X射线磁性圆二色: MgO衬底铁单晶膜的轨道磁矩和自旋磁矩

利用X射线磁性圆二色(XMCD)吸收谱研究了在MgO衬底外延的铁单晶薄膜的原子磁矩. 根据XMCD吸收谱的加和定则, 得到了铁原子的自旋磁矩和轨道磁矩分别是0.069和2.33 μ_B. 并与不同铁膜的轨道和自旋磁矩进行了比较, 基本上与已发表的实验和理论数据吻合. 实验结果表明当铁的轨道磁矩随膜厚的增加而下降, 向体样品的轨道磁矩靠近, 而自旋磁矩变化不大.     

改进“各半调节法”实现分光计的快速调整

基于"各半调节法"的基本原理,结合文献报道的一个"合理假设",该文拓展了"各半调节法"的使用范围。在半透平面镜只有一面可见十字叉丝的情况下,提出了一种快速调整分光计的方法,并通过实验证明新方法用来调整分光计切实有效。     

Co0.9Fe0.1合金膜中组分元素的原子自旋磁矩和轨道磁矩及其对宏观磁化强度的贡献

CoFe合金由于具有高饱和磁化强度、高居里温度和低矫顽力等特性备受人们关注, 研究合金中高饱和磁化强度的来源在实验上具有重要的意义. 利用X射线磁性圆二色性技术(XMCD)结合常规的磁测试手段对磁控溅射法制备的Co_0.9Fe_0.1合金薄膜进行研究, 利用加和定则得到Co的自旋(spin)磁矩和轨道(orbit)磁矩分别为1.58和0.31 mB, Fe的自旋磁矩和轨道磁矩分别为1.63和0.36 μ_B, , 由此得到合金的平均原子磁矩为1.90 μ_B, 这一结果与用SQUID磁强计测得的合金平均原子磁矩1.82 μ_B基本相符; Fe和Co对样品的磁化强度的贡献比例为10.5︰89.5, 总的自旋磁矩和轨道磁矩对磁化强度的贡献为83.4︰16.6; 把自旋磁矩和轨道磁矩分开则有m_Fe-spin︰m_Fe-orbit︰m_Co-spin︰m_Co-orbit = 8.6︰1.9︰74.8︰14.7.     

金属/聚合物界面的形成、电子结构与化学变化

金属/聚合物界面是聚合物发光二极管和聚合物太阳能电池的核心部件,研究和理解这些界面的特点将有助于更好地对界面进行优化和提高器件性能.本文综述了利用光电子能谱技术研究金属/聚合物界面的主要进展,包括界面的电子结构、电荷转移、化学反应、界面扩散以及氧在界面处的聚集行为等,这些研究成果的获得对相关器件的设计与优化具有重要意义.目前,尚需更细致的工作来阐明金属/共轭聚合物界面的形成机制,并从理论上指导相关界面的制备过程与工艺.     

X射线磁性圆二色吸收谱:实验设备与初步实验

合肥国家同步辐射实验室已建立了初步的X射线磁性圆二色吸收谱(XMCD)技术,可以测量铁磁性3d过渡族元素Fe,Co和Ni的L边的XMCD,并获得它们的轨道和自旋磁矩.XMCD线站的主要技术参数为:能量范围100～1 000 eV,光子通量≈108 ph/s,能量分辨率≈1 000;外磁场1 500 Gs.除了测量XMCD外,还可以测量C,N,O的K边近边吸收谱,以及部分元素的L边近边吸收谱.     

Ca与共轭聚合物P3HT界面处的电子结构和化学反应

运用自旋涂膜(spin-coating)技术在清洁的Si片衬底上制备出共轭聚合物(regioregular poly(3-hexylthiophene), rr-P3HT)薄膜样品, 利用同步辐射光电子能谱(SRPES)结合常规X射线光电子能谱(XPS), 原位观测金属Ca在rr-P3HT表面沉积过程中的化学反应与界面电子结构. 发现在Ca沉积过程中, Ca不仅引起rr-P3HT能带弯曲, 而且选择性地与rr-P3HT中的S元素发生化学反应, 而与C元素没有明显的化学反应. 同时, 通过对Ca/rr-P3HT界面的价带和二次电子截止边变化的考察, 获得了Ca/rr- P3HT界面清晰的能级排布图像.     

Ca与共轭聚合物PDHFV界面的形成及化学反应

利用自旋涂膜(spin-coating)技术在清洁的Si衬底表面制备出共轭聚合物薄膜(poly(9,9-di-n-hexylfluorenyl-2,7-vinylene), PDHFV)样品, 利用同步辐射光电子能谱(SRPES)技术结合常规X射线光电子能谱(XPS)技术原位研究了Ca在PDHFV表面的沉积过程. 在Ca的初始沉积阶段(<1.9 ML), PDHFV薄膜中吸附的氧向界面聚集并与沉积的Ca发生反应; 同时, C 1s芯能级谱随Ca覆盖度增加而展宽, 表明在该阶段聚合物中乙烯基上的C原子与沉积的Ca原子间发生强烈相互作用. 当Ca的覆盖度从1.9 ML增至5.4 ML时, Ca原子主要与聚合物苯基中的C原子发生相互作用, 并伴随着C 1s峰向高结合能方向移动. 整个界面形成过程中, 没有出现明显的带隙态和电子注入势垒; 通过与常规的聚烷基芴(poly(9,9-dioctylfluorene), PFO)比较发现, 乙烯基的引入可以很好地抑制界面带隙态的出现, 这对提高界面的复合发光效率非常有利.     

合肥国家同步辐射实验室软X射线磁性圆二色实验站建设及其初步应用

介绍了软X射线磁性圆二色谱的基本原理，合肥国家同步辐射实验室软X射线磁性圆二色实验站的主要装置，及其采用的相关技术，包括通过斩波器的同步光圆偏振度的计算及其与光通量的折中处理方法、光束线的主要组成和针对本储存环通量低所作的设计、与该实验站兼容的磁铁设计和采用的样品电流采集方式等，并介绍了各部分达到的性能指标．最后用该实验装置对不同厚度的Co多晶薄膜的自旋磁矩与轨道磁矩进行了初步研究，发现随薄膜厚度增加，样品自旋磁矩逐渐增大，而轨道磁矩逐渐减小．