过渡金属二硼化物的金属K边XAS研究

结合X射线衍射实验(XRD)和金属K边的X射线吸收谱(XAS)研究了过渡金属二硼化物(TiB₂,VB₂和CrB₂).在近边吸收区,除了主吸收峰之外,还观察到了3个弱的边前峰,它们是由于金属吸收原子的3d轨道在D6h配位场下分裂,分裂后的3个d轨道与高层金属原子4p轨道发生杂化而引起的.此外,还根据XRD实验得到的晶格参数初步拟合了金属K边EXAFS谱,得到了一些有意义的结果.     

Symmetry role on the preedge X—ray absorption fine structure at the metal K edge

The preedge features in a system with “even”symmetry,apart from quadrupolar transition contribution,are mainly dipolar in character,associated with the existence of unoccupied states made up of mixed cation-4p with higher-neighboring cation-3d orbitals,and reflect the density of states due to the medium-range order of the system.In “odd“symmetry materials these preedge features ate the result of a transition from the ls to a final density of states of p symmetry due to an unsymmetrical mixing of the ligand wave functions with the central cation 3d orbitals,similar to atetrahedral configuration.These results are validated for Fe as a photoabsorber by comparing XAS spectra of Fe2SiO4(fayalite) to ab initio full multiple scattering calculations at the fe K edge,but pertain to all systems containing sixfold-coordinated cations.     

等离子体X射线吸收谱及发射谱研究

 报道计算高温高密等离子体吸收谱和发射谱（光学薄）的理论方法；该方法基于相对论原子理论，可以计算任何单元素以及多元素等离子体的谱分辨X射线吸收谱和发射谱（光学薄）；应用了量子亏损理论，可以减少计算量。利用该方法计算金等离子体LTE吸收谱，计算结果与实验符合良好。本文还对金等离子体LTE的光学薄发射谱进行了研究, 这将有利于对实验进行进一步的诊断分析。该理论计算方法还可提供等离子体内各电离度能级布居等重要物理参数。因此经“标准实验”检验的该理论计算方法将是提供ICF“精密”物理辐射参数的重要基础。     

苝四甲酸二酐在Au(111)表面的取向生长及电子结构研究

利用X射线光电子能谱(XPS),同步辐射紫外光电子能谱(SRUPS),近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)以及原子力显微镜(AFM)等技术研究了苝四甲酸二酐(PTCDA)与Au(111)的界面电子结构、PTCDA分子取向及有机薄膜的表面形貌.SRUPS价带谱显示,伴随PTCDA分子的微量沉积(0·5ML),位于费米能级附近Au的表面电子态迅速消失,但却观察不到明显的界面杂化态,这说明PTCDA分子和Au(111)界面间存在弱电子传输过程,但并没有发生明显的化学反应.角分辨NEXAFS以及SRUPS结果证明PTCDA分子是平铺在衬底表面.根据Au4f7/2和C1s峰积分强度随薄膜厚度的变化以及AFM图像可知,PTCDA分子在Au(111)表面是一种典型的Stranski-Krastanov生长模式,即先层状生长,再岛状生长,并且在层状生长到岛状生长的转变过程中,存在有机分子的去润湿过程.     

结构研究的新方法X射线吸收精细结构谱（XAFS）

1988年底,北京正负电子对撞机一次对撞成功的喜讯,使我们受到极大的鼓舞。因为它不仅显示了我国的科技实力和水平,而且为我国的高能物理、同步辐射及其应用奠定了良好的实验基础。同步辐射是一种强辐射源。它具有强度高、亮度大、波段覆盖范围宽、无杂质辐射线以及具有时间分辨性等许多优点,因此,     

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     

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.     

F8BT薄膜表面形貌及与Al形成界面的电子结构和反应

基于共轭聚合物光电器件的性能与聚合物的表面形貌、分子取向、以及与金属电极形成的界面结构密切相关. 本文利用原子力显微镜(AFM)、同步辐射光电子能谱(SRPES)和近边X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)等, 研究了聚(9, 9-二辛基芴并苯噻二唑)(F8BT)薄膜的表面形貌、分子取向及其与Al 电极形成界面过程的结构变化. 结果表明, 在略低于F8BT玻璃转变温度(T_g=130 ℃)条件下对F8BT薄膜进行退火, 可明显增加薄膜的表面粗糙度, 薄膜中F8BT 的分子取向角约为49°, 9, 9-二辛基芴单元(F8)与苯噻唑单元(BT)几乎在同一平面. 在Al/F8BT 界面形成过程中, Al与F8BT中的C, N和S均发生不同程度的化学反应, 并导致价带结构和未占据分子轨道(LUMO)态密度的变化. Al对F8BT进行n型掺杂引起F8BT能带弯曲的同时, 未占据能级被部分占据, 更多的电子将被注入到LUMO+1中. 通过考察价带电子结构、芯能级位移及二次截止边的变化, 绘制了清晰的Al/F8BT界面能级图.     

碳纳米管的近边吸收谱研究

用X射线近边吸收谱研究了单壁, 双壁和多壁碳纳米管在超高真空系统中不同温度下退火处理后的行为.碳的K边吸收谱表明, 多壁管上吸附的杂质将在热处理过程中最先被去除, 其次是双壁管, 最后是单壁管.这种热处理下杂质去除的顺序说明了曲率越小杂质吸附得越牢靠, 即越容易吸附杂质.另外, 结果中显示, 经退火处理后3种碳纳米管在多重散射区域的峰结构呈现规律性的移动,由单壁管到多壁管, 谱峰向低能方向移动; 这是由于碳纳米管的层数不同造成的, 证明这部分谱峰结构直接受到碳纳米管层数的调制, 有利于鉴别3种碳纳米管.     

XANES study on the valence transitions in cerium oxide nanoparticles

The aim of this work is determination of Ce environment and valence state in Cerium oxide nanopartices prepared by the microemulsion method. X-ray absorption near-edge structure measurements at Ce L3 edge were performed on the nanoparticles as a function of annealing temperature,ranging from 298K to 873K under air condition.The experimental results support the conclusion that Ce ion,in the investigated systems,is in trivalence state when the annealing temperature is below 473K.As the temperature increases up to 623K,the XANEs spectrum shows the coexistence of Ce^3 and Ce^4 states.When the temperature is higher than 623K,the spectra become identical to that of CeO2 with a distinct double-peak structure,corresponding to the Ce^4 state.     

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     

合成金刚石中金属Ni结构形态的扩展X射线吸收谱研究

用荧光扩展X射线吸收谱(EXAFS)方法测量了人工合成金刚石中金属熔媒Ni的结构形态。Ni呈现出面心立方结构,与纯金属Ni相似。从Ni原子周围C原子的配位和Ni-Ni原子间距的增大,说明有C原子溶解于Ni中,估算出的溶解度为9at%,大大超过常压下Ni中C原子的溶解度极限2.7at%。金刚石中Ni原子近邻配位数比纯金属状态Ni中小。这表明Ni以微粒形式分布于金刚石中,推算出这些微粒尺度约为20?。 关键词：     

表面热处理研究石墨及含杂质单壁碳纳米管的C 1s X射线吸收谱

用表面敏感光电子能谱全电子产额模式(TEY)对石墨及含杂质单壁碳纳米管的C 1s X射线吸收谱进行了研究.在高真空里表面退火处理后,石墨C 1s X射线吸收谱中未占据π^{*和σ*态特征峰之间的小峰消失,证实此峰不是来自于一直被认为的所谓的类自由电子态,而来自于样品表面态,即表面结构扭曲或吸附气体所引起的结构变化.而且π*和σ*峰强度有明显的变化,提示着在研究不同纳米管未占据态的态密度对比研究中,原位温度处理是关键的.我们通过对含杂质不同单壁碳纳米管的态密度对比研究来说明这种处理过程的必要性.}     

共振光泵X射线激光的抽运谱线和吸收谱线波长匹配实验

用octadecyl hydrogen maleate(OHM)晶体谱仪进行了4.5nm附近如下三组共振光泵X射线激光的抽运谱线和吸收谱线对波长匹配实验研究:SiXⅡ3d—2p,4.4021nm,MgX2s—4p,4.4050nm;CuXIX4f—3d,4.7329nm,MgX2p—4d,4.7310nm;和AIXI3p—2s,4.8338nm,MgIX2s²—2s4p,4.8340nm.其中第二组线对据我们所知尚未见报道.比较并讨论了这三组线对的优缺点. 关键词：     

高纯度3,4,9,10 Perylenetetracarboxylic Dianhydride-PTCDA的元素分析及核磁共振谱和X射线衍射谱的测试与分析

采用真空升华的方法,对国产纯度为98%的苝四甲酸二酐(简称PTCDA)粉末,在其升华点450 ℃进行了提纯。应用朗伯比尔定律及紫外-可见光分光光度计测试分析,其纯度可达99.8%;利用元素分析仪,对提纯前、后分子中的C元素和H元素含量进行了对比测定,结果表明提纯后的PTCDA分子中C和H含量十分接近理论值;采用核磁共振(NMR)谱,研究了分子中H元素的归属得出,处于两种不同化学环境中的H原子数目相等并且它位于芳环上,其分子中存在酸酐;对PTCDA分子的化学键的形成讨论后得出,高纯度PTCDA分子中的C,H,O原子主要以共价键结合;使用X射线衍射(XRD)仪,测试分析了这种有机材料的结晶状态及其晶体结构指出,提纯后的PTCDA多晶粉末存在α-PTCDA及β-PTCDA两种物相,主要成份为α-PTCDA,而β-PTCDA约占总成份的五分之一。其晶胞属于平面单斜晶系底心点阵结构。同时详细研究了在其升华点沉积在P型单晶Si(100)表面,由此形成薄膜的晶体状态及其晶粒度的尺寸和能带结构。高纯度α-PTCDA分子在P—Si单晶表面形成有机层单晶薄膜时,在其薄膜的分子层平面的上、下及其两侧,将由π电子云所覆盖。由于C,H和O原子最外层价电子轨道的交叠形成离域大π键,从而产生价电子的共有化运动,使其能级分裂为能带。它的价带与第一紧束缚带的能量差为2.2 eV,使这种有机材料具有半导体导电的性质,本征载流子浓度为1014 cm-3,属于弱p型有机半导体材料;它与P—Si的交界面可形成同型异质结,对可见光至近红外波段的光有很好地响应。     

CdSeS量子点的光吸收谱亚结构和光致发光激发谱分析

用光致发光激发(PLE)谱分析吸收谱的亚结构。实验样品是共熔法制备的CdSeS量子点玻璃,量子点的生长时间分别为2h和4h,高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析得到样品中量子点的平均直径分别为3．6nm和3．8nm。在室温下对样品进行了光吸收谱和光致发光激发谱研究。光吸收谱显示了量子尺寸效应,光致发光激发谱中低能端有两个明显的峰。考虑价带简并以及电子与空穴之间的相互作用,通过理论分析和数值计算,得到1S3/2-1Se和2S3/2-1Se的跃迁能量及其随量子点半径的变化,由此确认光致发光激发谱中的两个峰分别为1S3/2-1Se和2S3/2-1Se跃迁。     

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.     

Mg微管靶喷口电子密度及X射线谱的时间分辨特性

1.06μm激光以3.5×10¹³W/cm²管壁辐照强度注入带侧向喷口Mg微管靶管内。利用X射线条纹相机测量Mg¹⁰⁺和Mg¹¹⁺离子沿侧喷方向发射X射线谱随时间变化过程,X射线时间分辨谱结果表明,三体再复合过程是实现Mg¹⁰⁺离子激发态1s4p和1s3p能级间粒子数反转的主要机制。用2660?紫外激光探针探测侧向喷口处等离子体电子密度,其密度值与用光谱分析获取的一致。 关键词：     

铁电材料的同步辐射研究

电子学及超导体等领域的发展，推动了铁电研究的进一步深入和发展。同步辐射的多种优异的特性使之在凝聚态物理中得到了广泛应用，也为铁电研究提供了强有务的研究手段。本语文结合几处具体实验手段，简要介绍同步辐射在铁电研究中的一些应用，包括Ｘ射线吸收、Ｘ射线驻波、Ｘ射线散射、光学光谱、光电子能谱及形貌术，对光声光热也作子简单介绍。