Effect of annealing on structural and optical properties of lead tungstate microcrystals

Shuttle-like lead tungstate (PbWO₄) microcrystals are synthesized at room temperature using the precipitation method with the cetyltrimethyl ammonium bromide. Results from both the X-ray diffraction and the scanning electron microscopy show that the lattice distortions of the PbWO₄ microcrystals are reduced significantly when the annealing temperature is increased to 873 K. The result from the ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy shows that the exciton absorption appears in the sample annealed at 673 K. The self-trapped exciton luminescence due to the Jahn-Teller effect is also observed in the blue band. The interstitial oxygen ions in the WO₄^2- groups are mainly resposible for the enhancement effect of the green luminescence of the annealed samples. The above results are supported by the spectrum analysis of the as-grown and the post-annealed samples using the X-ray photoelectron spectroscopy.     

铜导线短路熔痕的XPS研究

利用氩离子溅射对熔痕样品进行了深度刻蚀,同时利用Cu的俄歇谱线和计算的俄歇参数值,对不同环境形成的铜导线短路痕迹的物相及元素分布规律进行了分析。根据刻蚀时间可将一次短路熔痕表面膜层分为三部分,即C含量迅速减少的近表面层;O含量变化不大,C含量逐渐消失且有Cu₂O相的中间层;无Cu₂O相,O含量显著减少的过渡层。而将二次短路熔痕表面膜层分为两部分：C含量迅速减少的近表面层;无Cu₂O相,C和O量逐渐减少层。由此可见,一次短路熔痕的表面膜层与基体分界明显,有显著的过渡层,而二次短路熔痕的表面膜层与基体分界不明显,无过渡层。综上所述,可以根据两种短路熔痕是否含有Cu₂O相以及定量分析结果来区分两种熔痕,为判断火灾原因提供新的技术依据。     

从能谱中提取核子-核子碰撞截面的信息

用同位旋相关的量子分子动力学(IQMD)模型计算了入射能量在30~200 MeV/u内, 不同中质比的反应系统(76Zn+76Zn, 76Ge+76Ge,76Se+76Se和76Kr+76Kr)碰撞产生的原子核阻止和反应产物能谱。 发现原子核阻止和不同方向的动能比值有很强的关联性,且可以用垂直方向和平行方向的碎片总动能比值的平方根近似地代替原子核阻止,用来提取同位旋相关介质中的核子-核子碰撞截面的信息。在核反应实验中,很容易测量到该物理量, 它是一个较好的探针。 The collision of different neutron/proton ratio, intermediate mass reaction systems(76Zn+76Zn, 76Ge+76Ge,76Se+76Se and 76Kr+76Kr) at the beam energy of 30~200 MeV/u are studied by using isospin dependent quantum molecular dynamics(IQMD) model. It is found that there exists a strong relationship between nuclear stopping and the ratio of different direction kinetic energy, and nuclear stopping can be replaced by the square root of the ratio of perpendicular and parallel total kinetic energy of fragments, and it can be used to extract information of isospin dependent in medium nucleon nucleon cross section. This physical quantity can be easily measured in nuclear reaction experiments, and it is a better probe.     

沉积态铀薄膜表面氧化的X射线光电子能谱

含铀(U)薄膜在激光惯性约束聚变的实验研究中有重要的用途.研究其在不同气氛下的氧化性能可以为微靶制备、储存及物理实验提供关键的实验数据.通过超高真空磁控溅射技术制备了纯U薄膜及金-铀(Au-U)复合平面膜,将其在大气、高纯氩(Ar)气及超高真空度环境中暴露一段时间后,利用X射线光电子能谱仪结合Ar~+束深度剖析技术考察U层中氧(O)元素分布及价态,分析氧化产物及机理.结果显示,初始状态的U薄膜中未检测到O的存在.Au-U复合薄膜中的微观缺陷减弱了Au防护层的屏蔽效果,使其在3周左右时间内严重氧化,产物为U表面致密的氧化膜及缺陷周围的点状腐蚀物,主要成分均为二氧化铀(UO_2).在高纯Ar气中纯U薄膜仅暴露6 h后表面即被严重氧化,生成厚度不均匀的UO_2.在超高真空度环境下保存12 h后,纯U薄膜表面也发生明显氧化,生成厚度不足1 nm的UO_2.Ar~+束对铀氧化物的刻蚀会因择优溅射效应而使UO_2被还原成非化学计量的UO_(2-x),但这种效应受O含量的影响.     

铁基高温超导体电子结构的角分辨光电子能谱研究

铜氧化物超导体和铁基超导体是人类相继发现的两类高温超导家族,它们的高温超导机理是凝聚态物理领域中长期争论但悬而未决的重大问题.对铁基超导体广泛而深入的研究,以及与铜氧化物高温超导体的对比,对于发展新的量子固体理论、解决高温超导机理、探索新的超导体以及超导实际应用都具有重要意义.固体材料的宏观物性由其微观电子结构所决定,揭示高温超导材料的微观电子结构是理解高温超导电性的前提和基础.由于角分辨光电子能谱技术具有独特的同时对能量、动量甚至自旋的分辨能力,已成为探测材料微观电子结构的最直接、最有力的实验手段,在高温超导体的研究中发挥了重要作用.本文综述了在不同体系铁基超导体中费米面拓扑结构、超导能隙大小和对称性、轨道三维性和选择性、电子耦合模式等的揭示和发现,为甄别和提出铁基超导新理论、解决高温超导机理问题提供重要依据.     

飞秒激光脉宽对三态阶跃型分子波包运动的影响研究

用含时波包法研究了三态阶跃型K2分子在强飞秒泵浦-探测激光场中脉宽对波包动力学过程的影响.研究表明激光场强较弱或者脉宽较短都可能不出现Autler-Townes分裂.波包的振荡周期随脉宽增长而增大,而振荡幅度随脉宽增长而减小. 脉宽影响Rabi振荡,而Rabi振荡的变化又导致了基态和激发态布居数周期性变化．首次量化了脉宽对激发态布居数的影响,表明变化频率随着泵浦场强的增强而增大．研究表明调节激光脉宽可实现对态布居数的选择性分布,可以为实验上实现分子的光控制提供重要参考．     

低本底伽马能谱测量在沉积岩分类判别中的应用及其影响因素探讨

沉积岩中放射性元素铀、钍、钾的含量主要取决于岩石中泥质的含量,而泥质含量的高低是判别沉积岩类别的主要依据,因此,可以将铀、钍、钾的比活度或含量值作为判别沉积岩岩类的量化指标。利用低本底伽马能谱法测量岩石样品中铀、钍、钾的比活度或含量,可以快速、准确地进行岩类判别。由于放射性测量受样品几何形状、样品质量及其所含水分含量变化的影响,因此岩类判别的准确性会受到影响。通过理论探讨和实验验证,发现各待测核素特征峰计数率值与样品质量成线性关系, 且不同的能量区域、不同的岩性,线性关系系数与趋势拟合程度都是不同的;当样品的水分含量不超过10%(取样时,岩屑水分不超过10%)时,对测量结果的影响很小(变化值均在一倍均方差以内),因此,水分含量对低本底伽马能谱法判别沉积岩岩类的准确性不产生显著的影响,一般可以不予考虑。对陕西定边某油气勘查区钻孔岩屑样品进行判别试验,对实测数据进行质量校正后,利用铀、钍、钾道的“归一化”计数率值(即单位质量的计数率)只能粗略地划分不同沉积岩的大类,再以铀、钍、钾特征峰的合峰计数率建立综合判别模式,能够对岩类进行进一步细分,且判别准确度达到75%以上。     

基于D-T紧凑型中子源的快中子照相准直屏蔽体设计及中子束特性模拟研究

中子照相是一种重要的无损检测技术,它能用于火工产品、毒品和核燃料元件等的检测。基于紧凑型D-T中子发生器,完成了一个用于快中子照相的准直屏蔽体系统（BSA）的物理设计。根据D-T中子源的能谱和角分布建立了中子源模型,采用MCNP4C蒙特卡罗程序,模拟了准直屏蔽体系统中中子和γ射线的输运,准直中子束相对于单位源中子的中子注量可以达到9.30×10-6 cm-2,准直中子束中主要是能量大于10 MeV的快中子;在设置的样品平面直径14 cm的照射视野范围,准直束中子注量的不均匀度为4.30%,准直束中中子注量与γ注量的比值为17.20,中子通量和中子注量比值J/Φ为0.992,说明准直中子束有好的平行性;准直屏蔽体外的泄露中子注量率与准直束中子注量率相比降低了2个量级。所设计的准直屏蔽体能满足快中子照相的要求。Neutron radiography is an important nondestructive testing technique. It can be used to detect the explosive devices, drug and the nuclear fuel element, etc. A beam-shaping-assembly (BSA) based on a compact D-T neutron generator is designed for fast neutron radiography in this paper. D-T neutron source model is constructed based on the neutron energy spectrum and angular distribution data. The transportation of neutron and γ-ray in the BSA is simulated using MCNP4C code. The neutron fluence of the collimated neutron beam with respect to the neutron source of the unit source is 9.30×10-6 cm-2. The collimated neutron beams is mainly fast neutrons with energies greater than 10 MeV. In the irradiation field range with a diameter of 14 cm, the neutron fluence uniformity of the collimated beam is 4.3%, the ratio of the neutron fluence to the gamma fluence in the collimated beam is 17.20, and the neutron flux and the neutron fluence ratio (J/Φ) is 0.992 which indicates that the collimated neutron beam has good parallelism. The leakage neutron fluence in outside of BSA is two orders of magnitude lower than that of the collimated neutron beam. The designed BSA can meet the need of fast neutron radiography.     

基于ICA的X射线医学图像目标提取

X射线医学成像能观察到患者体内病变组织,对医学诊断有重要参考价值。针对传统医学X射线图像噪声强、层次感差和器官组织重叠的问题,提出利用多能谱X射线成像结合独立成分分析(independent component analysis, ICA)进行图像去噪和目标提取。首先ICA结合稀疏编码收缩法对图像降噪预处理以保证目标提取精度;然后根据图像中各目标组成特性,分离图像中每个像素对应的目标厚度矩阵;最后ICA以盲分离理论获得收敛矩阵重建出目标对象。在ICA算法中,借助于主观评价标准,发现当收敛次数大于40时目标分离成功;当幅值尺度在[25, 45]区间内,目标图像对比度高且失真较小。同时,通过观测实验得到的三维峰值信噪比图表明：ICA算法中收敛次数和幅值对图像质量有较大影响,当重建图像的对比度和边缘信息均达到较好效果时,收敛次数与幅值为85和35。     

HT-7电子加热实验的软X射线能谱诊断

介绍了HT-7装置上软X射线能谱诊断系统,用软X射线能谱对HT-7托卡马克上电子温度进行了测量。在离子伯恩斯坦波和低杂波协同实验中,观察到了对等离子体的较好的加热效果。