硬X射线磁圆二色实验方法的建立

在北京同步辐射装置(BSRF)1W1B光束线和XAFS实验站上国内首次建立了硬X射线波段的磁圆二色实验(XMCD)方法. 以单晶金刚石作为相位延迟片, 在透射劳埃(Laue)模式下, 利用衍射双折射效应, 将入射的单色线偏振光转变为相应的左旋和右旋圆偏振光, 测量磁化样品对左旋和右旋圆偏振光吸收的差异, 获得了XMCD信号. 本实验使用透射方法测量了Pt-Fe合金Pt L_2,3边的XMCD, 获得了XMCD信号. XMCD实验方法的建立, 为研究磁性材料尤其是磁性薄膜材料的电子结构和磁结构提供了实验基础.     

X射线磁圆二色谱

 同步辐射真不愧为优秀的新一代光源。它的出现和不断发展,极大地促进了很多新的实验研究工作的开展。它具有频率范围宽、高强度、极好的准直性、偏振性以及包含时间结构等优良特性,如果没有同步辐射,很多实验都将无法进行。因此,它对很多学科的发展起着很大的推动作用。本文将要介绍的X射线磁圆二色谱就是利用同步辐射研究磁性材料,特别是磁性薄膜和多层膜磁性新的、有力的研究手段。通过测定材料中某一组元的X射线磁圆二色谱,可以获得该组元的自旋磁矩、轨道磁矩、电荷密度分布以及它们的磁各向异性等信息,其中有些是传统的磁测量方法无法获得的。     

封面说明

近几年 ,X射线位相衬度成像技术引起国际上材料、生物、医学等领域的广泛关注 ,也是国际同步辐射装置上研究的热点之一 .该方法建立在X射线折射效应基础上 ,可用于以轻元素为基的材料内部结构的成像研究 ,弥补传统X射线吸收成像的不足 .其独特优势是 :空间分辨率在 μm量级 ,增强弱吸收特征衬度 ,具有对细胞成像能力 ;在硬X射线范围内 ,辐射剂量远小于吸收衬度成像 .它为材料科学、生物医学等领域提供了一个新的重要手段 .北京同步辐射装置 (BSRF)于 2 0 0 1年 6月在国内首次开展了该方面研究 ,发展了同步辐射相位衬度X射线照相术 (成像…     

同步辐射X射线磁二色性在自旋电子学研究中的应用

文章对同步辐射X射线磁圆二色谱和X射线磁线二色谱的独特优点进行了综合分析,并通过一些典型应用实例说明同步辐射磁性测量技术具有元素分辨能力、高灵敏度、纳米量级空间分辨能力和皮秒量级时间分辨能力,并可用于测量铁磁性和反铁磁性,因而在自旋电子学材料和器件研究领域具有广泛的应用前景.     

同步辐射X射线源的剂量增强效应实验研究

设计了多层平板铝电离室,利用北京同步辐射装置BSRF产生的30—100keV同步辐射硬X射线,测量了不同材料界面Kovar/Au/Al,Pb/Al,Ta/Al的辐射剂量梯度分布,给出了不同材料界面剂量增强因子DEF.在该装置上同时开展了硬X射线辐照引起的CMOS器件4069的剂量增强效应RDEF研究.采用双层膜结构,通过实验给出辐照敏感参数随总剂量的变化关系,从而给出器件损伤增强因子.这些方法为器件抗硬X射线辐射加固技术研究提供了实验技术手段.     

同轴X射线相位衬度计算机X射线断层摄影术研究

基于北京同步辐射装置(BSRF)开展了同轴X射线相位衬度计算机X射线断层摄影术(CT)研究.利用北京同步辐射的14 keV单色X射线作为光源,以高分辨能力的X射线胶片作为探测器,分别开展吸收衬度和同轴相位衬度成像的比较研究以及相位衬度计算机X射线断层摄影术研究.相位衬度计算机X射线断层摄影术重建采用Bronnikov提出的算法.结果显示,与传统的吸收衬度图像相比,相位衬度图像具有更好的衬度和更高的空间分辨力;实验获得人工样品和蝗虫的相位衬度计算机X射线断层摄影术重建图像.重建图像中可见样品的一些结构细节.实验结果表明,相位衬度X射线成像更适合于研究弱吸收或吸收差异很小的材料;利用北京同步辐射开展同轴X射线相位衬度计算机X射线断层摄影术研究是可行的.     

今日中国物理(九)

一,北京同步辐射实验室获得一批新成果来自国内各大学、研究所、工业部门的研究人员,在北京同步辐射装置已建成的形貌站、荧光站和光电子能谱站上进行25个课题的研究,获得一批新成果.他们在形貌站成功地调试了X射线电视成像,利用联合多功能样品环境室和白光形貌相机研究了KNbO_3与LaAlO_3晶体的相变过程,首次发现迄今在国内外文献中未见报导的200℃和700℃附近的两个新相变区,成功地记录了相变的发展过程.他们在4W1B荧光站用同步辐射激发能量色散     

北京同步辐射装置X射线衍射实验站在材料科学研究中的应用

简述了北京同步辐射装置X射线衍射实验站的实验装置,工作性能.利用X射线衍射仪开展了非晶周期多层膜、半导体超晶格结构研究,测量了Si₃N₄材料残存应力微区分布.     

今日中国物理(八)

1 中国科学院召开北京同步辐射装置扩建项目物理方案可行性论证会中国科学院于今年5月9日在中科院高能所报告厅召开北京同步辐射装置扩建项目物理方案可行性论证会,有70位专家、教授参加.会议分光源与束流,软X射线、生物,硬X射线、高压物理,分子、原子物理四个小组审议,中国物理学会理事长冯端教授宣布评议组意见.会议认为:同步辐射是本世纪70年代发展起来的一种新型光源,具有亮度高,波长从红外到X光波段连续可调,优异的准直性,完全确定的偏振度,洁净的生产环境,快速的光脉时间     

X射线驻波方法研究半导体超薄异质外延层

利用双晶单色器和精密二圆衍射仪,在北京同步辐射装置建立了同步辐射X射线驻波实验技术,并用这一实验技术结合X射线衍射方法,研究了Si晶体中外延生长的起薄Ge原于层的微结构。实验结果表明,由于Ge原予的偏析,在Si晶体样品中形成了共格生长的GexSi1-x合金层,浓度平均值为x≈0.13;650℃退大会使Ge原予向表面扩散,Si晶体中的合金层消失,在晶体表面形成接近纯Ge的单原于层。     

基于微流控混合器的连续流动态同步辐射圆二色谱发展

基于微流控混合器,采用连续流探测方法,在北京同步辐射装置真空紫外光谱实验站发展了毫秒动态圆二色谱探测方法。石英微流控混合器采用深度离子刻蚀技术加工,通道深度44.5 μm。混合器采用蛇形通道实现溶液的快速混合。通过荧光倒置显微镜,在模拟真实实验条件的高粘度溶液中,观察蛇形通道内溶液混合的荧光图像,进行混合效率测试。500 μL·min-1流量下,目前可实现4.5～270 μs的时间尺度探测。利用微流控混合器进行动态探测,同步辐射紫外光必须聚焦,但由于聚焦透镜波长色散引起的焦点位移,导致圆二色谱发生畸变。通过精确测试不同波长对应焦点的相对位置,然后在圆二色谱扫描中实现波长和焦点位置精确的反馈控制,获得准确的圆二色谱。利用所发展的方法,测试了去折叠状态下的细胞色素c恢复折叠的动态同步辐射圆二色谱,在4.5 μs处折叠恢复54%。这种方法将为生物大分子折叠动力学研究提供新的探测手段。     

基于多层膜偏振元件的软X射线磁光Faraday偏转测量

在北京同步辐射装置(BSRF)的3W1B软X射线光束线上利用自行研制的同步辐射软X射线综合偏振测量装置对Ni的M_2,3边附近(60—70 eV)进行了软X射线磁光(magneto-optical)法拉第效应(Faraday effect)的偏转测量,实验装置主要由起偏器,检偏器,样品架,圆形钕铁硼永磁铁和MCP探测器组成,偏振元件(起偏元件和检偏元件)均采用反射式非周期性Mo/Si宽带多层膜.实验采用反射起偏和反射检偏的模式,得到一系列能量范围在60—70 eV间的法拉第偏转角结果, 关键词： 软X射线 磁光Faraday效应 综合偏振测量装置 宽带多层膜     

光学仪器 X射线、紫外线及其仪器

O434．19 2005043172 同步辐射硬X射线衍射增强成像新进展=Diffraction-en- hanced imaging experiments in BSRF[刊,中]／黄万霞(中科院高能物理研究所,北京(100039)),袁清习…／／物理学报,-2005,54(2),-677-681 在北京同步辐射装置(BSRF)4w1A束线上,对衍射增强成像方法进行了研究,并对一系列生物医学样品及材料样品成像,得到了非常清晰的相位衬底图像。图5参19 (杨妹清)     

北京同步辐射装置新建的X射线小角散射站投入运行

北京同步辐射装置（BSRF）是利用同步辐射光源进行科学研究的装置、对社会开放的大型公用科学设施，是我国凝聚态物理、材料科学、化学、生命科学、资源环境及微电子等交叉学科开展科学研究的重要基地。随着小角X射线散射（SAXS）用户的增长。BSRF原有的小角X射线散射站与X射线衍射站分时使用、共享489A光束线已远不能满足需求，广大用户强烈要求新建一条小角X射线散射站。     

北京同步辐射装置上的位相衬度成像

在北京同步辐射装置上首次用位相衬度成像方法对生物样品和复合材料进行研究,得到了非常清晰而精细的材料内部细观结构.其图像的清晰度和分辨率明显地优于吸收衬度成像 关键词： 位相衬度成像 相干光源 同步辐射硬X射线     

X射线驻波方法研究半导体超薄异质外延层

利用双晶单色器和精密二圆衍射仪,在北京同步辐射装置建立了同步辐射X射线驻波实验技术,并用这一实验技术结合X射线衍射方法,研究了Si晶体中外延生长的超薄Ge原子层的微结构.实验结果表明,由于Ge原子的偏析,在Si晶体样品中形成了共格生长的Ge_xSi_1－x合金层,浓度平均值为x≈0.13;650℃退火会使Ge原子向表面扩散,Si晶体中的合金层消失,在晶体表面形成接近纯Ge的单原子层.     

北京同步辐射装置介绍

北京正负电子对撞机（BEPC）通过高能加速器加速正负电子,利用高速正负电子韵对撞研究高能物理的基本过程;同时高能带电粒子加速运动产生的副产物——同步辐射可提供真空紫外至硬X光波段的高强度光源,可用来开展各领域的研究工作。北京同步辐射装置（BSRF）是利用同步辐射光源进行科学研究的装置,是对社会开放的大型公用科学设施,是我国凝聚态物理、材料科学、化学、生命科学、资源环境及微电子等交叉学科开展科学研究的重要基地。目前已建成若干条光束线和实验站的同步辐射装置。BSRF有两种运行模式：兼用或专用模式,兼用模式用于高能物理对撞实验,同时也提供同步辐射光;专用模式专用于同步辐射研究。     

软x射线磁性圆二色吸收谱研究铁单晶薄膜的面内磁各向异性

利用软x射线磁性圆二色(XMCD)吸收谱测得Fe/MgO膜不同磁化方向的轨道磁矩和自旋磁矩.实 验表明，沿铁单晶薄膜的不同方向，铁原子轨道磁矩的改变量达到600%以上，而自旋磁矩的 变化约50%，但原子的总磁矩没有如此大的改变.结合常规方法分析了铁薄膜的宏观磁各向异 性性质，半定量地获得磁矩与宏观各向异性能的关系，并对样品的磁矩和磁各向异性能进行 了比较. 关键词： x射线磁性圆二色 磁各向异性 磁性薄膜     

北京同步辐射装置4B7B软X射线标定束线的性能研究及应用

描述了在北京同步辐射装置(BSRF)4B7B软X射线上,通过多种方法进行高次谐波抑制,采用复合滤片消除高能区低能X射线等性能改进方法使光源的高次谐波含量小于1%、能量分辨优于3000,无杂散光。在4B7B光束线上开展了X射线探测器(XRD)灵敏度、平面镜反射率和滤片透射率的标定方法研究,XRD灵敏度标定不确定度优于3%,平面镜反射率标定不确定度小于3.5%,滤片透射率标定不确定度优于1%。     

手性和生物光谱

 圆二色谱和磁圆二色谱是一种特殊的吸收谱,它们是研究生物分子结构和功能的重要工具,本文简要地介绍圆二色谱和磁圆二色谱以及BSRF 3B1B生物光谱实验站的基本情况。