LaFe1－xCrxO3系列氧化物的EXAFS研究

采用固相反应法, 制备了钙钛矿结构氧化物LaFe_1－xCr_xO₃较宽范围内(x=0.0—0.7)的系列单相样品, 并测量了各样品的X射线衍射谱(XRD)和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)谱. 通过对XRD的分析样品均为钙钛矿结构正交相, 同时晶格常数随着掺杂量x的增加而减小. 通过对EXAFS的分析和研究得到在LaFe_1－xCr_xO₃氧化物中Fe-O键长和Fe-La键长随掺杂浓度x的变化, 发现Fe-La键长发生比较大的变化, 说明La在体系掺杂中对结构的稳定起到重要作用.     

Mn掺杂SiC磁性薄膜的结构表征

利用反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)和X射线吸收近边结构谱(XANES)等技术研究了在950 ℃条件下Si(111)衬底上共蒸发分子束外延方法制备的Mn掺杂SiC磁性薄膜的结构特征.RHEED结果表明,生长的Mn掺杂SiC薄膜为立方结构.XRD和XANES结果表明,在Mn掺杂量为0.5％和18%的样品中,Mn原子均是与SiC半导体介质中的Si原子反应生成镶嵌在SiC基体中的Mn₄Si₇化合物颗粒,并未观察到在SiC晶格中有替代式或间隙式的M     

利用X射线近边吸收谱学方法研究蒙脱石在高温下吸附汞金属的行为

测量了分别用汞水溶液、汞和半胱氨酸混合溶液处理的蒙脱石样品在高温下汞L₃边X射线近边吸收谱. 利用这个方法研究了汞金属在蒙脱石中的吸附和解吸附行为以及氨基酸对吸附汞吸附行为的影响. 研究结果显示在没有氨基酸介入的情况下,蒙脱石中吸附的汞被6个水分子配位,或者被蒙脱石表面的氧原子配位;当引入半胱氨酸时,汞优先于氨基酸中的硫原子配位,形成更稳定的Hg-S键. 这个结果说明氨基酸的引入能够使得蒙脱石更稳定的吸附汞金属离子,大大缓解汞离子向生物圈中迁移.     

(Fe1-xNix)2P电子结构与磁学特性的X射线近边吸收谱研究

利用X射线近边吸收谱对Fe₂P,Ni₂P及其掺杂物(Fe_1-xNi_x)₂P(x=01,025,05)中Fe,Ni,P的K边进行了研究.结合多重散射理论近边计算,讨论了金属原子不同位置格点3f,3g对近边谱特征的贡献,得出当Ni原子取代Fe原子时将优先占据Fe(3f)格点位置;根据第一性原理对能态的计算发现,不考虑磁性时不同格点P的pDOS未占据态电子结构与P-K近边吸收谱实验相符合;与考虑铁磁性Fe₂P 的DOS相比较后结果显示Fe₂P的磁性主要来源于Fe(3g)格点,铁磁性Ni₂P计算的Ni不同格点原子磁矩均接近于0,与它一般显顺磁性结论相一致. 关键词： X射线近边吸收谱 电子结构 多重散射理论 态密度     

Cu(L-His)2溶液配位结构的X射线吸收精细结构分析

采用X射线吸收精细结构分析(XAFS)方法分析Cu(His)₂复合物的配位模式,通过测定不同pH值下的铜的K边XAFS吸收谱,研究Cu(His)₂第一配位壳层的结构．为了更准确地验证Cu(His)₂配位结构,对组氨酸的羧基和咪唑分别进行了化学修饰．研究结果明确了在不同pH环境下组氨酸的羧基、氨基和咪唑的配位情况．对于争议最大的在生理pH值下组氨酸的配位方式,其结果更支持六配位模式,同时可能有少量的五配位模式配合物平衡存在.     

FeS2多晶薄膜电子结构的实验研究

用磁控溅射方法制各纯Fe薄膜，并硫化合成FeS₂. 采用同步辐射X射线近边吸收谱与X射线光电子能谱研究了薄膜的电子结构. 结果表明，合成的FeS₂薄膜，在费米能级附近，有较强的Fe 3d态密度存在，同时，在价带谱中2—10eV处有强度较大的S 3p态密度存在；Fe的3d轨道在八面体配位场作用下分别为t_2g和e_g轨道，实验中由Fe的吸收谱计算得到两分裂能级之差为2.1eV;实验测得FeS₂价带结构中导带宽度约为2.4eV，导带上方仍存在第二能隙，其宽度约为2.8eV. 关键词： 磁控溅射 二硫化铁 X射线吸收近边结构 电子结构     

吡嗪分子在硅(100)面吸附构型的XPS和NEXAFS谱理论研究

本文利用X射线谱研究了吡嗪(C₄H₄N₂)分子共价吸附于硅(100)面的几种吸附构型的几何结构和电子结构. 利用密度泛函理论结合团簇模型，对预测的吸附结构的碳K壳层(1s)X射线光电子能谱(XPS)和近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)谱进行了模拟. 计算结果阐明了XPS和NEXAFS谱与不同吸附构型的对应关系. 与XPS谱相比，NEXAFS谱对所研究的吡嗪/硅(100)体系的结构有明显的依赖性，可以很好地用于结构鉴定. 根据碳原子的分类，研究了在NEXAFS光谱中不同化学环境下碳原子的光谱成分.     

硫化锰电子结构的软X射线共振非弹性散射研究

利用软X射线共振非弹性散射谱(resonant inelastic soft X-ray scattering, RIXS)对3d过渡金属硫化物中的硫化锰(MnS)电子结构进行了研究.通过分析Mn²⁺的2p⁶3d⁵→2p⁵3d⁶→2p⁶3d⁵二次光子过程，得到了共振非弹性散射谱中的两类非弹性峰，d-d电子跃迁和电荷转移(charge-transfer)跃迁.这两部分跃迁分别共振增强于L边附近及伴随峰附近.基于Hartree-Fock方法的多重态计算分别模拟了原子近似下和立方体O_h对称群下共振非弹性散射谱及吸收谱.计算得MnS实际晶体场10Dq值介于0.80eV—0.85eV之间.对MnS和MnO CT跃迁差异的讨论表明MnS较强的CT跃迁来源于其较窄的能隙宽度. 关键词： 软X射线共振非弹性散射 软X射线吸收谱 d-d跃迁 电荷转移     

FeS2多晶薄膜电子结构的实验研究

用磁控溅射方法制各纯Fe薄膜,并硫化合成FeS2.采用同步辐射X射线近边吸收谱与X射线光电子能谱研究了薄膜的电子结构.结果表明,合成的FeS2薄膜,在费米能级附近,有较强的Fe 3d态密度存在,同时,在价带谱中2-10eV处有强度较大的S 3p态密度存在;Fe的3d轨道在八面体配位场作用下分别为t2g和eg轨道,实验中由Fe的吸收谱计算得到两分裂能级之差为2.1eV;实验测得FeS2价带结构中导带宽度约为2.4eV,导带上方仍存在第二能隙,其宽度约为2.8eV.     

aodSrTi1-xRuxO3系列类钙钛矿结构氧化物的电子结构研究

利用同步辐射光电子能谱技术研究SrTi_1-xRu_xO₃系列类钙钛矿结构氧化物的电子结构. 通过测量该系列氧化物的光电子能谱(PES)和X射线吸收谱(XAS),得到了SrRuO₃在入射能量53eV时的共振光电子能谱(RPES),SrTi_1-xRu_xO₃中,随着x变化而变化的价带光电子能谱和O 1s的吸收谱.然后参照文献中局部密度近似方法(LDA)模拟计算的能带结构,进行初步的分析和解释.     

(Fe1-xNix)2P电子结构与磁学特性的X射线近边吸收谱研究

利用X射线近边吸收谱对Fe2P,Ni2P及其掺杂物(Fe1-xNix)2P(x=0.1,0.25,0.5)中Fe,Ni,P的K边进行了研究.结合多重散射理论近边计算,讨论了金属原子不同位置格点3f,3g对近边谱特征的贡献,得出当Ni原子取代Fe原子时将优先占据Fe(3f)格点位置;根据第一性原理对能态的计算发现,不考虑磁性时不同格点P的pDOS未占据态电子结构与P-K近边吸收谱实验相符合;与考虑铁磁性Fe2P的DOS相比较后结果显示Fe2P的磁性主要来源于Fe(3g)格点,铁磁性Ni2P计算的Ni不同格点原子磁矩均接近于0,与它一般显顺磁性结论相一致.     

MOCVD生长AlGaN薄膜的X光电子能谱

用X光电子能谱和X射线衍射谱方法分析了MOCVD生长的AlGaN薄膜的实际表面形态和晶体结构基于XPS测量结果,通过分析计算,发现实际表面除GaN外存在Ga₂O₃和Al₂O₃及其它与O有关的络合物构成的混合氧化物覆盖层,估计覆盖层厚度约1.2nmXRD结果显示生长的AlGaN薄膜为以GaN(0002)取向为主的多晶结构。     

Cr4+:Ca2GeO4激光晶体生长及结构表征

采用助熔剂法,以CaCl₂为助熔剂,生长Cr⁴⁺ :Ca₂GeO₄新型近红外可调谐激光晶体.通过X射线衍射(XRD)、激光Raman光谱、X射线光电子能谱(XPS)等方法对晶体进行结构表征.结果表明,得到的晶体为单斜晶系镁橄榄石结构的低温γ-Cr⁴⁺ :Ca₂GeO₄单晶,晶格参数为a=5.3209 (1 =0.1 nm)     

用云母弯晶谱仪探测Z箍缩等离子体X射线光谱

 为了研究Z箍缩等离子体辐射的X射线光谱,研制了可用于“阳”加速器上探测宽频谱范围的X射线椭圆弯曲晶体谱仪。该谱仪晶体分析器采用云母材料,椭圆焦距为1 350 mm,离心率为0.948 5,覆盖布拉格范围为30°~60°,可探测X射线波长范围为0.10~1.73 nm(0.86~1.00 nm除外),用X射线胶片接收光谱信号。探测实验在中国工程物理研究院“阳”加速器上进行,实验结果表明:谱仪获取了氩的类氢共振线L_ya及其伴线、类氦共振线(1s2p¹P₁-1s2¹S₀)w线及磁四级M₂2跃迁(1s2p³P₂-1s²¹S₀)x线、互组合跃迁(1s2p³P₁-1s²¹S­₀)y线、禁戒谱线(1s2p³S₁-1s²¹S₀)z线和K­_-a线,谱线分辨率达到564。实验证明弯晶谱仪适合于Z箍缩等离子体X射线光谱学诊断。     

氢原子的X射线新谱系的实验观测及其解释

 引出氢（氘）气放电产生的射线和粒子流打在非晶聚氘乙烯C₂D₄和有机玻璃C₅H₈O₂等靶上,测得其散射谱上有多条尖锐的X谱线,其中除一条外都是（不经散射的）原始谱中没有的。经反复证认,这些谱线不是靶中元素（如C或O）和可能包含的杂质元素的特征X射线,也不是原始谱中X射线的衍射线,更不可能是低能电子的轫致辐射经吸收后形成的峰,认为该谱线很可能是前所未知的一类新的原子态的X射线新谱系的一部分。用曾提出的一个“小氢原子”理论模型予以解释,即认为氢（氘）气放电中产生了“小氢原子”,其（在基态）电子轨道半径约为普通氢原子的玻尔半径的1/274,该小氢原子能级之间的跃迁能够很好地解释所测到的X射线新谱系。     

重离子轰击Ta靶引起的多电离效应

在兰州重离子加速器国家实验室分别测量了H⁺, He²⁺, Ar¹¹⁺和Xe²⁰⁺离子轰击Ta表面过程中辐射的X射线谱, 并得到了Ta特征X射线谱中M_γ (M₃N₅)和N_αβ (M_4,5N_6,7)线的强度, 即I_γ和I_αβ. 分析结果表明, 强度比值I_γ/I_αβ 随着入射离子原子序数的增加而显著增加, 这是由于碰撞过程中Ta原子的多电离效应使M₃支壳层的荧光产额ω₃产生了显著增强.     

Arq+入射金表面激发靶原子Mα-X射线的动能和势能的阈值

在兰州重离子加速器国家实验室 用动能150 keV和1.2 MeV的Ar^q+束流分别入射Au表面, 测量了离子与表面相互作用过程中辐射的X射线谱. 结果表明, 多电荷态Ar^q+激发Au原子的M_α-X射线至少需要2 keV的势能. 本文采用半经典两体碰撞近似, 估算了炮弹离子通过碰撞激发靶原子辐射X射线的动能阈值.     

基于XPS与XAS的稀磁半导体GaMnN电子结构研究

采用基于同步辐射技术的X射线光电子能谱(XPS)与X射线吸收谱(XAS)测试由金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术制备的不同Mn掺杂浓度的稀磁半导体GaMnN薄膜的电子结构,探究Mn掺杂浓度对磁性原子Mn周围的局域环境和电子态等方面的影响,并阐述材料铁磁性变化的机理. XPS和XAS图谱分析表明：Mn²⁺和Mn³⁺共存于薄膜样品内,样品D中Mn²⁺占比高达70%-80%,N空位随Mn掺杂浓度增加而增多且N空位能够使空穴浓度降低,导致Mn 3d和N 2p轨道间的相互交换作用减小,从而减弱体系铁磁性.此外,Mn不同的掺杂浓度会影响GaMnN薄膜p-d耦合杂化能力的强弱,当掺Mn 1.8%时具有较强的p-d耦合杂化能力.     

同步辐射X荧光分析中的逃逸峰的测量和计算

Si(Li)探测器引起的同步辐射X射线荧光(SR-XRF)谱中的逃逸峰,严重干扰利用XRF谱进行的定性和定量分析.对实验中的逃逸峰进行了鉴别.测定了14个样品的从K K_α到As K_α12个元素的标识谱的逃逸峰的强度和峰位.比较了逃逸峰与最近主峰能量差的实验值和标准值,一般误差小10%.用简化的X射线激发的Si K_α分布出射模型,计算元素逃逸峰强和其主峰强的比值,发现随原子序数增加,实验和理论比值都从约1%下降到0.1%左右.     

用蒙特卡罗方法模拟直接转换X射线探测器的响应特性

采用Monte Carlo方法模拟了HgI₂、非晶Se和CdTe几种直接X射线转换探测器在医用X射线范围(10—100keV)的透过谱、背向散射谱、吸收效率和光电灵敏度. 对X射线和HgI₂的作用过程模拟采用了EGSnrc Monte Carlo代码系统, 对信号电荷的产生考虑了电荷产生的高斯噪声和材料深陷阱作用造成的部分电荷收集影响. 结果表明, 载流子平均自由程(Schubweg)在相对于探测材料厚度较小时, 陷阱作用能很大地影响探测灵敏度. HgI₂的灵敏度是非晶Se的5倍以上, CdTe的灵敏度是非晶Se的10倍以上, 采用高Z序数材料可以大大提高探测灵敏度.