低能区衍射限储存环同步辐射的应用浅析

在科学技术新需求的推动下,同步辐射光源持续往前发展。目前,同步辐射装置发展已历经三代,正处于第四代同步辐射光源蓬勃发展阶段。基于衍射极限储存环的同步辐射装置是第四代同步辐射光源的典型代表之一。第四代同步辐射光源主要发展趋势是进一步减小电子束流发射度,使光源具有极好的横向相干性,以及产生圆截面辐射的能力。如果束流发射度降至光学衍射极限“辐射波长/4π”,其亮度比第三代同步辐射光源高2个数量级。这种同步辐射光源在性能上发生的质的飞跃,将给同步辐射实验技术带来实质性的突破,从而给前沿科学技术研究和现代产业发展带来全新的机遇。从国际同步辐射发展趋势入手,首先介绍低能区衍射限储存环光源的特色和性能,然后介绍其带来的同步辐射实验技术的进步,并浅析低能区衍射限储存环光源在材料科学、能源科学、生命科学和环境科学上的应用,以及其带来的产业机遇。最后,总结和展望了低能区衍射限储存环光源带来的技术突破和潜在的应用前景。     

Zn,Cd对CaTiO3：Pr3+的发光性质的影响

采用高温固相反应合成CaTiO₃:Pr³⁺、Zn₂TiO₄、Ca_0.7Zn_0.3-xCd_xTiO₃:Pr³⁺(x=0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.1)红色系列粉末状发光材料。经X射线衍射检测其结构,CaTiO₃结构为正交晶系,其结果与JCPDS标准卡(42-423)相符。Zn₂TiO₄结构属立方晶系,结果与JCPDS标准卡(25-1164)一致。Ca_0.7Zn_0.3-xCd_xTiO₃:Pr³⁺(x=0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.1)由两种物相组成,一种为CaTiO₃,另一种为Zn₂TiO₄。检测了材料的激发光谱和发射光谱。发现,在CaTiO₃:Pr³⁺中加入适量Zn可形成Zn₂TiO₄相,使材料的激发光谱在324nm附近的吸收增强。少量Cd可进入Zn₂TiO₄晶格,增强激发光谱在324nm附近的吸收,同时提高发射光谱的强度;但过量的Cd的加入会导致发射光谱强度下降。     

Si基沉积ZnO薄膜的光谱特性

利用同步辐射真空紫外光研究了Si基沉积ZnO薄膜的发射光谱、激发光谱及其湿度依赖。首次观测到高于ZnO禁带宽度的发射带（290nm)，并初步指定其来源。     

二乙基锌的同步辐射真空紫外光电离光解离

利用同步辐射光源和反射式飞行时间质谱, 在超声冷却条件下对二乙基锌(ZnC4H10)进行真空紫外(VUV, 能量范围为8-22 eV)光电离光解离研究. 实验获得ZnC4H10的光电离质谱图; 通过测量各碎片离子的光电离效率(PIE)曲线, 获得ZnC4H10的电离势(IP=8.20±0.05 eV)及其碎片离子(ZnC2H5+、ZnH+、Zn+、C2H5+、C2H3+等)的出现势. 根据实验结果, 并结合相关文献所给的热力学数据, 推导出这些主要碎片离子的生成焓, 并分析它们可能的解离通道和主要离子的分支比. 结果表明, 其主要解离通道是母体离子发生Zn—C 键的断裂形成ZnC2H5+和C2H5+离子, ZnC2H5+离子再进一步解离形成Zn+离子, 并且含锌碎片离子的丰度占75%以上.     

YAG:Pr3+的真空紫外光谱分析及其4f5d能级的研究

用共沉淀法制备出不同掺杂浓度的钇铝石榴石(Y₃Al₅O_{12，YAG)：Pr³⁺粉末.在不同温度下用同步辐射的真空紫外光(VUV)作为激发光 源测量了其发射和激发光谱.对YAG：Pr³⁺被VUV激发后的发光过程进行了分析， 并估算了YAG：Pr³⁺的声子能量、黄昆因子S及Stokes位移.当用170nm光激发样 品时，可能存在自陷激子和通过自陷激子能量传递引发的³P0发射 ，这种跃迁途径不同于用240nm和289nm两个波长激发后的跃迁途径；对Pr³⁺在Y AG中的4f5d能级进行了研究，从而对其4f5d组态有了一个较清晰的认识. 关键词： 3+')" href="#">YAG：Pr³⁺ 同步辐射 4f5d能级 VUV}     

高效医用闪烁体Lu2SiO5:Ce的真空紫外光谱研究

利用同步辐射真空紫外光谱技术对高效医用闪烁体Lu₂SiO₅:Ce进行了研究.结果表明,粉末微晶样品中位于250—320nm之间的两个激发带相对于单晶样品变的非常弱,两种样品对应于基质吸收的激发带的位置和峰形都不相同,表明它们中存在不同的缺陷.在185nm激发下,两类样品的发射谱基本相似,粉末微晶样品的略有红移,位于350—500之间的发射带对应于Ce³⁺5d→4f跃迁,可以分解为来源于两种Ce发光中心的3个子带.位于550nm附近的新的弱发射带可能源于第二种Ce中心的发射或来源于材料中的缺陷.     

Eu3+掺杂的PMMA-络合物体系的发光特性

研究了聚甲基丙烯酸甲脂PMMA-Eu(DBM)3(phen)和PMMA-辛酸铕体系的发光特性。已有的结果表明，聚甲基丙烯酸甲脂PMMA—Eu(DBM)3(phen)体系具有较高的色纯度，Eu^3 的主发射峰几乎只有613nm(Eu^3 的^5D0→^7F2)被观测到，其发射强度比PMMA-辛酸盐体系的高一个量级，是潜在的高效稀土红光材料。     

闪烁晶体的发光研究进展

概述了近年来闪烁体发光研究的进展,主要介绍用于未来高能物理实验的新型闪烁体发光机理研究,选取我们在研BaF₂,BaF₂:RE,CeF₃以及PbWO₄中的一些新进展。重点谈及三点:(1)在BaF₂的“价带^→芯带”跃迁发光研究基础上进行稀土(Gd³⁺-Eu³⁺)掺杂时观察到的量子剪裁以及对多光子发光的新思考;(2)CeF₃晶体发光的级联能量传递中,Ce³⁺(290nm发射带)与缺陷发光中心(340nm发射带)间能量传递及其传递效率的温度依赖;(3)PbWO₄晶体的发光中心研究中,提出以“WO₄^-2+O_i”绿光中心替代“WO³+F”中心观点的依据。同时也简介了医用闪烁体的最新进展。     

SECRAL等离子体中EUV光功率的产生

The high power EUV source is one of key issues in the development of EUV lithography which is considered to be the most promising technology among the next generation lithography.However neither DPP nor LPP seems to meet the requirements of the commercial high-volume product.Insufficiency of DPP and LPP motivate the investigation of other means to produce the EUV radiation required in lithography.ECR plasma seems to be one of the alternatives.In order to investigate the feasibility of ECR plasma as a EUV light source,the EUV power emitted by SECRAL was measured.A EUV power of 1.03W in 4~ sr solid angle was obtained when 2000W 18GHz rf power was launched,and the corresponding CE was 0.5%.Considering that SECRAL is designed to produce very high charge state ions,this very preliminary result is inspiring. Room-temperature ECR plasma and Sn plasma are both in the planned schedule.     

Study on Atomic Fluorescence Spectrometry Excited by Synchrotron Radiation

将同步辐射作为原子荧光的新型激发光源,建立了同步辐射原子荧光光谱分析装置,并对具体实验条件,如气体流速、分析物酸度、预还原试剂以及氢化物发生体系浓度等进行优化. 利用该装置测定了原子荧光代表分析物?砷的同步辐射原子荧光激发谱线. 在主要的10条谱线中,7条与现有文献记载十分吻合,其中4条系首次以原子荧光手段获得,另3条系首次发现. 对谱线所对应的激发电位以及可能的跃迁过程进行了分析,特别是对234.99 nm强峰的产生机理进行了探讨,并建立了能级跃迁模型.