真空室材料二次电子产额特性研究

设计了针对加速器真空室材料样品的二次电子产额测试装置.对测试装置的设计及测试过程进行了详细介绍,并给出了常见真空室材料的二次电子产额测试结果以及不锈钢材料在经过镀TiN薄膜处理前后的测试对比结果,分析了影响二次电子产额的一些因素,为真空室的表面处理提供了依据.     

真空室材料二次电子产额特性研究

设计了针对加速器真空室材料样品的二次电子产额测试装置. 对测试装置的设计及测试过程进行了详细介绍, 并给出了常见真空室材料的二次电子产额测试结果以及不锈钢材料在经过镀~TiN~薄膜处理前后的测试对比结果, 分析了影响二次电子产额的一些因素, 为真空室的表面处理提供了依据.     

磁控溅射铂抑制镀银表面的二次电子发射

降低表面的二次电子产额是抑制微波部件二次电子倍增效应和提升功率阈值的有效途径之一,目前主要采用在表面构造陷阱结构和沉积非金属薄膜的方法降低二次电子产额,其缺点是会改变部件的电性能.针对此问题,采用在表面沉积高功函数且化学惰性的金属薄膜来降低二次电子产额.首先,采用磁控溅射方法在铝合金镀银样片表面沉积100 nm铂,测量结果显示沉积铂后样片的二次电子产额最大值由2.40降至1.77,降幅达26%.其次,用相关唯象模型对二次电子发射特性测量数据进行了拟合,获得了在40-1500 eV能量范围内能够准确描述样片二次电子产额特性的Vaughan模型参数,以及在0-50 eV能量范围内能够很好地拟合二次电子能谱曲线的Chung-Everhart模型参数.最后,将获得的实验数据和相关拟合参数用于Ku频段阻抗变换器的二次电子倍增效应功率阈值仿真研究,结果表明通过沉积铂可将部件的功率阈值由7500 W提升至36000 W,证实了所提方法的有效性.研究结果为金属材料二次电子发射特性的研究提供实验数据参考,对抑制大功率微波部件二次电子倍增效应具有参考价值.     

不锈钢管道低温溅射镀TiN薄膜技术

 设计了一套适用于加速器细长管道真空室的低温溅射镀TiN薄膜装置。利用该装置，对86 mm×2 000 mm的不锈钢管道真空室进行溅射镀TiN膜实验，并对镀膜实验结果进行分析，得到了适用于加速器管道真空室内壁溅射镀TiN膜的表面处理参数。样品测试结果表明：在压强为80～90 Pa、基体温度为160~180 ℃的镀膜参数下，不锈钢管道内壁获得的TiN薄膜最佳，薄膜沉积速率为0.145 nm/s。镀膜后真空室的二次电子产额明显降低。     

材料二次电子产额对腔体双边二次电子倍增的影响

采用蒙特卡罗抽样与粒子模拟相结合的方法,数值研究了材料二次电子产额对腔体双边二次电子倍增瞬态演化及饱和特性的影响.研究发现:随着材料二次电子产额的增加,二次电子增长率以及稳态二次电子数目和振幅均呈现增加的趋势,放电电流起振时间逐步缩短,稳态电流幅值以及放电功率平均值和振幅值均呈现逐步增加并趋于饱和的规律,沉积功率波形延时以及脉宽呈现逐步增加并趋于饱和的趋势.粒子模拟给出了高/低二次电子产额情况下的电子相空间分布、电荷密度分布、平均碰撞能量、平均二次电子产额、二次电子数目和放电电流的细致物理图像.模拟结果表明:高二次电子产额材料,饱和时更倾向趋于单边二次电子倍增类型分布;低二次电子产额材料的二次电子倍增饱和特性由空间电荷场的"去群聚"效应和"反场"效应同时决定,而高二次电子产额材料的二次电子倍增饱和特性则主要是由发射面附近的强空间电荷场"反场"效应决定的.     

ST401塑料闪烁体的脉冲中子相对光产额评估方法

介绍了脉冲中子在ST401塑料闪烁体上的相对光产额评估方法.采用Geant4蒙特卡罗软件模拟X射线和中子在闪烁体中的输运行为,记录产生的全部带电粒子类型和能量,由公式计算得到相对光产额.给出了不同能量的单个中子和单个X射线入射到1 mm,3 mm,5 mm,1 cm,2 cm,3 cm,5 cm厚ST401的平均相对光产额.在0.3 MeV脉冲X射线源和14 MeV脉冲中子源上开展验证实验,采用相同的图像测量系统记录相对光产额,给出了单个中子与X射线的平均相对光产额比值.模拟结果与实验结果相对误差小于10%.结果可以为宽能谱脉冲中子束图像测量系统的量程安排提供依据.     

不同电荷态的129Xeq+激发Au的X射线发射研究

报道了在兰州重离子加速器国家实验室测量动能为2.4 MeV的Xe^q+(q=10, 15, 20, 26)轰击Au表面辐射的X射线的实验数据. 实验结果表明, Au的M-X射线有不同程度的能移, 这是由于入射过程引起了靶原子内壳层的多电离, 多电离的程度主要取决于离子的外壳层电子分布. 计算了X射线产额, 并与BEA理论计算值进行了比较, 讨论了电荷态对X射线产额的影响.     

掠出射X射线荧光分析方法

报道了由中国科学院高能物理研究所自行研制的掠出射X射线荧光分析(GEXRF)装置.掠出射X射线荧光分析不仅可以测量薄膜的成分, 而且可确定薄膜的厚度, 密度和化学成分随深度的变化.利用该装置, 在X射线发生器和北京同步辐射装置上, 对硅基体上的金属薄膜(Ni, Ni/Ti)和砷化镓晶体进行了掠出射X射线荧光分析. 所得结果表明, 掠出射X射线荧光分析是一种分析薄膜厚度, 密度等特性的有力工具.     

脉冲软X射线发生器的实验研究

本文研究了喷气式Z箍缩等离子体中软X射线(2keV相似文献   

铟活化诊断氘氘中子产额不确定度分析

介绍了铟活化诊断氘氘中子产额的测量原理,分析了中子产额测量不确定度的来源及评定方法。中子产额测量不确定度主要由灵敏度标定不确定度、活化射线净计数不确定度、立体角测量不确定度及测量系统的随机误差等构成。评估了灵敏度标定过程中加速器中子与聚变中子能量差异、大厅散射中子本底等因素对灵敏度标定的影响,并评估了宇宙射线本底对活化射线净计数测量的影响。分析了中子产额处于不同量级时起主要作用的不确定度分量,提出了减小灵敏度标定不确定度的方法。以实验数据为基础,对具体的实验数据进行了分析计算。结果表明:利用伴随粒子法在加速器中子源上标定出铟活化测量系统灵敏度的相对标准不确定度为4.3%。中子产额低于1010时,产额测量不确定度大于7%,活化射线净计数误差是产额测量误差的主要来源;产额大于1010时,测量不确定度好于7%,中子产额测量不确定度主要由灵敏度标定不确定度引起。     

Deposition and characterization of TiZrV-Pd thin films by dc magnetron sputtering

TiZrV film is mainly applied in the ultra-high vacuum pipes of storage rings.Thin film coatings of palladium,which are added onto the TiZrV film to increase the service life of nonevaporable getters and enhance H_2pumping speed,were deposited on the inner face of stainless steel pipes by dc magnetron sputtering using argon gas as the sputtering gas.The TiZrV-Pd film properties were investigated by atomic force microscope(AFM),scanning electron microscope(SEM),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and X-Ray Diffraction(XRD).The grain size of TiZrV and Pd films were about 0.42-1.3 nm and 8.5-18.25 nm respectively.It was found that the roughness of TiZrV films is small,about 2-4 nm,but for Pd film it is large,about 17-19 nm.The PP At.%of Pd in TiZrV/Pd films varied from 86.84 to 87.56 according to the XPS test results.     

Effect of RF power and sputtering pressure on the structural and optical properties of TiO2 thin films prepared by RF magnetron sputtering

TiO₂ thin films were deposited onto quartz substrates by RF magnetron sputtering. The samples deposited at various RF powers and sputtering pressures and post annealed at 873 K, were characterized using X-ray diffraction (XRD), micro Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), UV-vis spectroscopy and photoluminescence (PL) spectroscopy. XRD spectrum indicates that the films are amorphous-like in nature. But micro-Raman analysis shows the presence of anatase phase in all the samples. At low sputtering pressure, increase in RF power favors the formation of rutile phase. Presence of oxygen defects, which can contribute to PL emission is evident in the XPS studies. Surface morphology is much affected by changes in sputtering pressure which is evident in the SEM images. A decrease in optical band gap from 3.65 to 3.58 eV is observed with increase in RF power whereas increase in sputtering pressure results in an increase in optical band gap from 3.58 to 3.75 eV. The blue shift of absorption edge in all the samples compared to that of solid anatase is attributed to quantum size effect. The very low value of extinction coefficient in the range 0.0544-0.1049 indicates the excellent optical quality of the samples. PL spectra of the films showed emissions in the UV and visible regions.     

Fabrication of low phase transition temperature vanadium oxide films by direct current reactive magnetron sputtering and oxidation post-anneal method

Vanadium oxide thin films were deposited on ordinary glass substrates by direct current (DC) magnetron sputtering from a vanadium metal target and subsequent oxidation annealing. The deposition and annealing parameters were given in detail. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM). The phase transitions of films were observed by measuring their electrical and optical property variations at different temperature. The results indicated that the films fabricated had a semiconductor–metal phase transition temperature of about 30 °C.     

化学水浴法和磁控溅射法制备硫化镉薄膜的性能研究

以氯化铵、氯化镉、氢氧化钾和硫脲为反应物采用化学水浴法制备了硫化镉薄膜,为了作对比研究,采用射频磁控溅射以硫化镉为靶材,氩气为溅射气体,制备了硫化镉薄膜。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见光光谱仪分别表征了硫化镉薄膜的结构、形貌和光学吸收特性。结果表明,采用以上两种方法制备的硫化镉均具有(002)择优取向,溅射法制备的硫化镉薄膜较致密,薄膜表面较光滑,平均晶粒尺寸在20～30nm;水浴法制备的硫化镉薄膜颗粒尺寸较小,缺陷较多。除了在短波段溅射所得硫化镉薄膜的透过率略差于水浴法所得硫化镉薄膜之外,溅射法制备的硫化镉薄膜的性能整体上优于水浴法制备的薄膜。两种方法制备的硫化镉薄膜的能隙在2.3～2.5eV。     

衬底温度对HfO_2薄膜结构和光学性能的影响

采用直流磁控反应溅射法,分别在室温,200,300,400和500℃下制备了HfO2薄膜。利用X射线衍射(XRD)、椭圆偏振光谱(SE)和紫外可见光谱(UVvis)研究了衬底温度对HfO2薄膜的晶体结构和光学性能的影响。XRD研究结果显示:不同衬底温度下制备的HfO2薄膜均为单斜多晶结构;随衬底温度的升高,(-111)面择优生长更加明显,薄膜中晶粒尺寸增大。SE和UVvis研究结果表明:随衬底温度升高,薄膜折射率增加,光学带隙变小;制备的HfO2薄膜在250～850nm范围内有良好的透过性能,透过率在80%以上。     

Optimization of Gas Sensing Performance of Nanocrystalline SnO_2 Thin Films Synthesized by Magnetron Sputtering

Tin oxide(SnO_2) is one of the most promising transparent conducting oxide materials,which is widely used in thin film gas sensors.We investigate the dependence of the deposition time on structural,morphological and hydrogen gas sensing properties of SnO_2 thin films synthesized by dc magnetron sputtering.The deposited samples are characterized by XRD,SEM,AFM,surface area measurements and surface profiler.Also the H_2 gas sensing properties of SnO_2 deposited samples are performed against a wide range of operating temperature.The XRD analysis demonstrates that the degree of crystallinity of the deposited SnO_2 films strongly depends on the deposition time.SEM and AFM analyses reveal that the size of nanoparticles or agglomerates,and both average and rms surface roughness is enhanced with the increasing deposition time.Also gas sensors based on these SnO_2 nanolayers show an acceptable response to hydrogen at various operating temperatures.     

低温硫化制备ZnS薄膜的物理性质研究

采用磁控溅射方法先在玻璃衬底上室温下沉积Zn金属薄膜，接着先后在200和400 ℃温度下的硫蒸气和氩气流中进行退火，生长出 ZnS 薄膜。薄膜样品的微观结构、物相结构、表面形貌和光学性质分别采用正电子湮没技术 (PAT)、X射线衍射仪 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)和紫外-可见分光光度计进行表征。该ZnS薄膜在可见光范围具有约80%的高透光率，随着硫化时间的增加，其带隙由3.55 增加到3.57 eV，S/Zn原子比从0.54上升至0.89，薄膜质量明显得到改善，相对于以前报道的真空封装硫化所制备的ZnS薄膜，硫过量问题得到了较好解决。此外，慢正电子湮没多普勒展宽谱对硫化前后薄膜样品中膜层结构缺陷研究表明，硫化后薄膜的S参数明显增大，生成的ZnS 薄膜结构缺陷浓度高于Zn薄膜。     

磁控溅射制备的AlN薄膜的结构、组分及性能分析

采用DC磁控溅射法,分别在p-Si(111)和玻璃基片上沉积AlN薄膜。利用X射线衍射(XRD)、X射线能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)、台阶仪\紫外/可见分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析了薄膜的结构组分、表面形貌、膜厚、光学性能和红外吸收特性。结果表明:溅射电流对AlN薄膜的生成有很大的影响,当电流增加到0.40A时,薄膜中出现明显的h-AlN(100)和AlN(110)衍射峰;样品的最大高度都小于30nm;样品在250-1000nm波长范围内具有较高的透射率,当溅射电流为0.4A时,薄膜的禁带宽度约为5.94eV;在677.12cm-1处出现强烈的吸收峰。     

退火及溅射气氛对氮化硅薄膜光致发光的影响

利用射频磁控反应溅射方法制备富硅的氮化硅薄膜。衬底材料为抛光的硅片,靶材为硅靶,在Ar-N₂气环境下,通过改变两种气体的组分比来改变样品成分,并在高纯N₂气氛下对其进行高温退火处理。用X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对样品进行了表征,并测试了样品的光致发光谱 (PL)。实验结果表明：X射线光电子能谱中出现了Si—N键合结构,同时还有少量的Si—O键生成,通过计算得出Si/N比值约为1.51,制备出了富硅的氮化硅薄膜;薄膜未经退火前,在可见光区域没有观察到明显的光致发光峰,经过高温退火后,XRD中新出现的衍射峰证实了纳米硅团簇的生成,PL图谱中在可见光区域出现了光致发光峰的蓝移现象,结合XRD结果,用纳米晶的量子限域效应对上述现象进行了合理解释。     

Effects of the sputtering time of ZnO buffer layer on the quality of GaN thin films

ZnO thin films with different thickness (the sputtering time of ZnO buffer layers was 10 min, 15 min, 20 min, and 25 min, respectively) were first prepared on Si substrates using radio frequency magnetron sputtering system and then the samples were annealed at 900 °C in oxygen ambient. Subsequently, a GaN epilayer about 500 nm thick was deposited on ZnO buffer layer. The GaN/ZnO films were annealed in NH₃ ambient at 950 °C. X-ray diffraction (XRD), atom force microscopy (AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and photoluminescence (PL) were used to analyze the structure, morphology, composition and optical properties of GaN films. The results show that their properties are investigated particularly as a function of the sputtering time of ZnO layers. For the better growth of GaN films, the optimal sputtering time is 15 min.