ICP等离子体鞘层附近区域发光光谱特性分析

为了独立控制鞘层附近区域离子密度和离子能最分布,采用光发射谱(OES)测量技术,对不同射频功率、放电气压和基底偏压下感应耦合等离子体鞘层附近区域辉光特性进行了研究.原子谱线和离子谱线特性分析表明,在鞘层附近区域感应耦合等离子体具有较高的离子密度和较低的电子温度.改变放电气压和射频功率,对得到的光谱特性分析表明,鞘层附近区域离子密度随射频功率的增大而线性增大,在低压下随气压的升高而增大.低激发电位原子谱线强度增加迅速,高激发电位原子谱线强度增加缓慢,而离子谱线强度增加很不明显.改变基底直流偏压,对得到的发射光谱强度变化分析表明,谱线强度随基底正偏压的增加而增大.随着基底负偏压的加入,谱线强度先减小而后增大;直流偏压为-30 V时,光谱强度最弱.快速离子和电子是引起Ar激发和电离过程的主要能量来源.     

等离子体密度对放电等离子体极紫外光源影响研究

等离子体状态是决定极紫外光源功率和转换效率的最重要因素之一,理论和实验研究上Xe气流量对放电等离子体极紫外光源辐射谱和等离子体状态的影响,对于优化光源工作条件具有重要的意义。理论上,采用碰撞-辐射模型,模拟了非局部热力学平衡条件下,不同电离度的离子丰度分布随电子温度和离子密度的变化。推导了Xe8+~Xe11+离子4d-5p跃迁谱线强度随电子温度的变化趋势。实验上,采用毛细管放电机制,利用罗兰圆谱仪测量和分析了不同等离子体密度条件下,放电等离子体极紫外光谱的变化,分析了Xe气流量对等离子体状态的影响。理论和实验结果表明： 相同的电流条件下,等离子体箍缩时的平均电子温度随着Xe气流量的增加而降低。对于4d-5p跃迁,低电离度离子与高电离度离子谱线强度的比值随着温度的增加而减少。电流28 kA、Xe气流量0.4 sccm(cm3·min-1)时,等离子体Z 箍缩平均电子温度位于29 eV附近。Xe气流量增加时,受离子密度和最佳电子温度的影响,实现Xe10+离子4d-5p跃迁13.5 nm(2%带宽)辐射谱线强度最优化的Xe气流量位于0.3~0.4 sccm之间。     

等电子法测量小能量激光打靶等离子体电子温度

以低Z的CHO薄膜作为样品靶，在星光激光装置上以小能量激光辐照样品靶产生温度较低的等离子体，采用每毫米2400线的平焦场光栅谱仪测量等离子体发射的碳和氧离子发射谱线强度比，并与理论计算相应线强比较，获得了电子温度，建立了等电子法测量较低温度(100eV左右)等离子体电子温度的诊断技术. 关键词： 电子温度 激光等离子体 等电子x射线谱法     

EAST快速极紫外光谱仪绝对强度的原位标定

磁约束等离子体中杂质(特别是高Z杂质)的存在将大大增强等离子体辐射功率损失，破坏等离子体的约束性能。杂质行为的定量研究首先要求对杂质测量的光谱诊断系统进行绝对强度标定，获得灵敏度响应曲线。介绍了EAST托卡马克上的快速极紫外光谱仪系统绝对强度的原位标定方法。在波长范围20～150Å内，通过对比极紫外(EUV)波段连续轫致辐射强度的计算值和测量值得到光谱仪的绝对强度标定。在此过程中，首先由(523±1) nm范围内可见连续轫致辐射强度的绝对测量值计算出有效电荷数Z_eff，进而结合电子温度和密度分布计算EUV波段连续轫致辐射强度；EUV波段连续轫致辐射强度的测量值即为不同波长处探测器的连续本底计数扣除背景噪声计数值。对于较长波段范围130～280Å，通过对比等离子体中类锂杂质离子(Fe23+，Cr21+，Ar15+)和类钠杂质离子(Mo31+，Fe15+)发出的共振谱线对(跃迁分别为1s22s 2S_1/2-1s22p 2P_{1/2, 3/2}及2p63s 2S_1/2-2p63p 2P_{1/2, 3/2})强度比的理论和实验值进行相对强度标定。其中共振谱线对强度比的理论值由辐射碰撞模型计算得到，模型中处在各个能级的离子数主要由电子碰撞激发，去激发以及辐射衰变三个过程决定。两种方法相结合，实现了光谱仪20～280Å范围的绝对强度标定。考虑轫致辐射、电子温度及电子密度的测量误差，绝对标定误差约为30%。在绝对标定的基础上，我们对杂质特征谱线强度进行绝对测量，并将测量结果与杂质输运程序结合ADAS(Atomic Data and Analysis Structure)原子数据库计算得到的模拟值进行比较，进而估算等离子体中的杂质浓度。     

等离子体电子温度的发射光谱法诊断

电子温度是表征等离子体性质的一个重要参数。由于等离子体放电过程非常复杂,要实时准确测定其电子温度值非常困难。发射光谱法作为一种等离子体诊断技术,因其所使用的仪器相对简单,并采用非接触测量,灵敏度高,响应速度快,可广泛地应用于各种等离子体性质的研究和参数的诊断。文章介绍了测定等离子体电子温度的双谱线法、多谱线斜率法、等电子谱线法、Saha-Boltzmann法、谱线绝对强度法等多种发射光谱法,同时综述了这些方法在等离子体电子温度诊断中的应用,旨在为实际过程中选择合适的等离子体诊断方法提供参考。     

发射光谱法对早期激光诱导铝合金等离子体诊断研究

对激光诱导等离子体参数进行诊断有多种方法,其中采用发射光谱法对其诊断是一种重要的方法。文中采用Nd∶YAG固态激光器,输出波长1 064 nm红外激光与铝合金样品相互作用,深入研究了铝合金等离子体产生早期(<1 μs)谱线轮廓、谱线强度、线背比、谱线半峰宽及位移等随时间演变规律。研究表明,激光与物质相互作用早期,电子数密度非常大,电子与离子及原子之间的相互作用非常强烈,谱线的Stark展宽效应非常明显,导致多重谱线重叠在一起,随时间演变,电子数密度及电子温度的降低,多重谱线的半峰宽越来越窄且谱线轮廓对称性越来越好。MgⅠ285.212 6 nm谱线强度早期逐渐增强,大约100 ns左右谱线强度达到最大值,然后谱线强度呈逐渐减小的趋势,这是由于等离子体产生早期,电子及离子占主导地位,故早期原子谱线强度较弱,随时间演变,电子与离子之间的复合,原子数密度逐渐增加,故原子谱线逐渐增强,达到最大值之后,由于等离子体激发温度的降低,故谱线强度逐渐减弱。以NIST波长位置为参考,等离子体产生的早期谱线发生了红移,连续背景强度随时间演变呈幂函数形式急剧递减,与之相反,谱线的连续背景强度与谱线强度相比,连续背景衰减的速度更为迅速,故导致谱线信背比随时间演变呈增大趋势,本研究对等离子体早期这些现象从理论角度进行了深入探讨。     

利用分支比方法作真空紫外光谱仪的强度校准

托卡马克等离子体中存在C、N、O、Fe、Mo、Ni等杂质,这些杂质的存在对等离子体的特性有着重要的影响。在高温等离子体中,尤其是在中心区,杂质辐射主要在真空紫外光谱区。所以,对托卡马克等离子体的真空紫外光谱研究是十分重要的。它常用于测定杂质的种类、含量,也能测量等离子体参数如电子温度、离子温度等。这就需要对光谱强度进行定量的测量。为此必须对整个测量系统、包括谱仪及探测器等进行绝对标定。目前可见光区光谱的绝对校准已经解决,使用的黑体辐射源和次级标准源如钨带灯和碳弧等都是比较好的标准源。但是,在真空紫外光谱区尤其是在小于100nm的波段里,在国内还缺少比较好的方便的标准源。虽然迄今已建成电子同步辐射加速器,其高能电子发射从远红外线到X射线区的     

激光烧蚀脉冲放电激发的土壤等离子体电子数密度和温度的研究

以激光烧蚀快脉冲放电激发土壤为例,研究了激光烧蚀快脉冲放电等离子体技术产生的土壤等离子体的电子数密度和温度。根据实验测得的Si原子和离子谱线的强度和萨哈玻尔兹曼方程,计算了等离子体的电子温度,并从分析Si I 250.69nm谱线的斯塔克展宽中导出了等离子体的电子数密度。与使用同样激光能量激发的激光等离子体相比,激光烧蚀快脉冲放电激发等离子体的电子数密度和温度都明显增加,与观察到的光谱信号强度是一致的。     

惯性约束聚变等离子体的光谱诊断

利用经过评估的原子过程参数,针对惯性约束聚变等离子体计算了等离子体中的特征发射光谱.研究发现离子特征谱线的共振线强度比值、伴线与共振线强度比值对等离子体温度变化很敏感,而特征谱线的线形函数对等离子体密度变化较敏感.基于这些规律,我们分析了中国工程物理研究院最近几年惯性约束聚变的内爆实验测量结果,初步得到了一些发次对应的等离子体温度和密度状态.     

惯性约束聚变等离子体的光谱诊断

利用经过评估的原子过程参数，针对惯性约束聚变等离子体计算了等离子体中的特征发射光谱，研究发现离子特征谱线的共振线强度比值、伴线与共振线强度比值对等离子体温度变化很敏感，而特征谱线的线形函数对等离子体密度变化较敏感．基于这些规律，我们分析了中国工程物理研究院最近几年惯性约束聚变的内爆实验测量结果，初步得到了一些发次对应的等离子体温度和密度状态．     

X光底片在位相对标定

本文描述了X光底片在位相对标定技术。其原理是使X射线谱经阶梯形吸收滤片透射后,对X光底片曝光,测量底片的曝光量。文中给出了标定方法和数据处理方法,而且也给出了在X光激光实验中得到的Kodak AA5底片的特性曲线。     

PtSi超薄膜厚度的一种检测方法研究

介绍了采用角分辨X-射线光电子解谱(angle resolved X-ray photoelectric spectrum(ARXPS))测试薄膜不同角度光电子能谱强度,计算电子平均自由程,从而计算出PtSi超薄膜厚度的方法,并给出其透射电子显微镜(TEM)晶格象验证结果.实验表明该方法简单易行,适用于其他超薄膜厚度的测量 关键词： PtSi超薄膜 小角度X射线电子能谱 TEM晶格象     

薄铝埋点等离子体K线光谱半定量实验测量

 提出了一种薄埋点靶：直径为200 mm、厚度为0.1 mm的铝点埋在20 mm厚的CH膜底衬中，表面再覆盖0.1 mm厚的CH膜。在星光Ⅱ激光装置上利用束匀滑激光打该埋点靶，在靶前向采用胶片记录的晶体谱仪测量铝离子K线谱，获得了铝离子K线谱半定量实验结果。并开展了非平衡铝等离子体发射光谱的理论计算分析。研究结果表明：采用单一等离子体状态且不考虑自吸收效应模拟计算获得的理论谱与实验谱符合较好，通过激光打薄埋点靶能够产生均匀的用于研究离化动力学和原子结构计算理论的光性薄高温等离子体。     

样品厚度对薄膜法X射线荧光光谱测量的影响研究

分别以富集有Cr,Pb和Cd三种元素的尼龙薄膜样品及玻璃纤维滤膜为研究对象,采用滤膜叠加的方式,通过XRF光谱仪测量不同样品厚度下薄膜样品的XRF光谱,根据测得的尼龙薄膜样品中Cr,Pb,Cd元素及玻璃纤维滤膜中Ca,As和Sr元素特征XRF性质的变化,研究样品厚度对薄膜法XRF光谱测量的影响。结果表明：薄膜样品厚度对不同能量区间上元素特征谱线荧光性质的影响并不相同。元素特征谱线能量越大,元素特征X射线荧光穿透滤膜到达探测器的过程中损失越少;但由薄膜样品厚度增加引起的基体效应却越强,相应特征谱线位置处的背景荧光强度就越大,因此样品厚度增加所引起的基体效应对薄膜法XRF光谱测量的灵敏度影响就越大。对于特征谱线能量较低(能量小于7 keV)的元素,以增加薄膜样品厚度的方式来增加待测组分的质量厚度浓度,并不能有效地提高薄膜法XRF光谱测量的灵敏度;对于特征谱线能量较高的元素(能量＞7 keV),可以通过适当增加样品厚度以增加被测组分的质量厚度浓度的方式来提高XRF光谱测量的灵敏度,薄膜样品厚度在0.96～2.24 mm内,更有利于XRF光谱的测量与分析。该研究为大气及水体重金属薄膜法XRF光谱分析中薄样制备及富集技术提供了重要的理论依据。     

YBCO半导体薄膜及Bolometer特性

就Si为衬底的钇钡铜氧(分子式：Y₁Ba₂Cu₃O_7-δ ,δ≥05,简称YBCO)薄膜的半导体性质,及用于红外测辐射热计(Bolometer)的探 测性能进行了研究.通过测定温度电阻系数(TCR)和霍尔(Hall)系数,并采用XRD、拉曼散射 光谱等手段分析了YBCO半导体薄膜的微观结构和光谱响应特性,认为该薄膜是非制冷红外焦 平面的新型探测元材料. 关键词： YBCO半导体薄膜 测辐射热计 温度电阻系数     

5FW 软X光胶片响应在同步辐射源上的实验标定

 介绍了5FW 软X-光胶片在同步辐射源上进行响应标定的一种实验方法, 得到了5FW 软X-光胶片对波长为1. 47nm 和4. 59nm 软X 光的相对响应实验曲线, 并与用理论模型计算的结果进行了比较。     

铁纳米粒子的结晶形态与表面氧化膜分析

铁纳米粒子样品系采用气体蒸发法制备,用透射电子显微镜观察其结晶形态和粒径大小,采用X射线衍射、电子衍射、X射线光电子能谱和俄歇电子能谱等多种分析手段详细分析了粒子表面氧化膜的组成、结构和厚度及其稳定性,提出了铁纳米粒子组成和结构模型。结果发现铁纳米粒子本身的晶体结构与普通α-Fe是一致的,为体心立方结构,粒子表面存在约3nm厚的双层氧化膜,外面一层为γ-Fe₂O₃,厚度约为1nm。里面一层为Fe₃O₄,厚度约为2nm, 关键词：     

Monte Carlo模拟计算应用于微区薄膜厚度测定

本文用Monte Carlo模拟计算了孤立薄膜和同一材料厚样中同样厚度表层的X射线强度分布函数,然后提出一简单关系式确定有衬底薄膜的X射线出射强度,以校正膜厚测定中Z.A.P.影响,使膜厚测定的准确度比前人有所提高。对GaAS,Si衬底上的Ta₂O₅膜、ZrO₂膜的测厚结果与椭圆术测定结果一致。 关键词：     

Transmission et indice de refraction des photoresines negatives KMR-747 dans l'infrarouge entre 2 et 10 μm

This paper deals with the infrared transmission and dispersion of negative photoresists KMR 747, available from kodak stock. We have computed the absorption coefficient curve and determined the refractive index of the material by an accurate interferometric measuring method (channeled spectrum) between 2 and 10 μm in wavelenght. The study of these optical constants permit one to precise the optimum utilization of the photoresists as phase profiles material for the infrared.     

微波等离子体化学汽相沉积法沉积CNx膜的研究

对用微波等离子体化学汽相沉积法沉积在Si基片上的CN_x膜分别进行Raman散射、X射线光电子能谱、X射线衍射和扫描电子显微镜等技术的分析与测试. Raman散射的研究结果表明在CH₄与N₂的流量比低于1∶8时，CN_x膜的散射谱中以非晶石墨峰的形式出现.当流量比为1∶8时，则表现为较尖锐的C≡N键(2190cm^-1)的特征峰；从X射线光电子能谱的分析结果可以看出C，N成键的方式主要是C≡N键和C—N 关键词：