分析型反射电子显微镜和表面科学——实验技术和发展

本文综述了反射电子显微术(REM)和反射电子能量损失谱(REELS)在表面科学中的应用。较详细地给出了用这些方法研究表面原子结构、化学成份和电子态的基本实验和理论,指出了发展这一学科对表面研究的重要性。     

温度变化下研磨金属表面反射率和发射率的测量

介绍了测量材料表面双向反射分布函数和发射率的原理和方法,搭建了532 nm和1 064 nm波长双向反射分布函数和表面发射率测量平台,对经金刚砂(320目)研磨后金属靶板表面的反射率和发射率及中等温升情况下的变化特性进行了实验测量。测量结果表明,粗糙金属靶板表面近似为朗伯辐射体,反射率低于0.25。在常温至320℃范围内,靶板表面反射分布、反射率和发射率的变化幅度较小。     

彩色图像中颜色不变性和耀斑的分离（Ⅰ）

景物中物体表面的色品是与该物体形状无关的稳定特性,称为颜色不变性。但是,由于耀斑(highlight)和影绸(shading)的存在,图像中对应物体表面点的色品却是变化的,不具有颜色不变性。正确理解图像颜色的基础是建立颜色反射的物理模型。本文叙述了根据Klinker提出的双色反射模型(the dichromatic reflection model),在三维颜色直方图(3D color histogram)中利用K-L变换做平面拟合,分离面反射分量(interface reflection component)和体反射分量(body reflection component),从而计算光源和物体颜色色度坐标的方法,讨论了实际CCD摄像机的局限性,给出了实验结果。     

氧化膜对一维随机粗糙铝表面双向反射特性影响

本文采用时域有限差分方法模拟了一维随机粗糙铝表面双向反射分布函数,分析了表面氧化膜厚度对双向反射分布函数的影响.研究结果表明,氧化膜对一维随机粗糙铝表面的双向反射分布特性有很大的影响。双向反射分布函数受入射波的偏振态影响,横电(TE)波产生的影响比横磁(TM)波更大。在TE波入射时会产生镜反射高峰值现象,但在TM波斜入射时会产生较强的倒反射现象.随机粗糙铝表面在不同的自相关长度(T)条件下的BRDF的峰值均随着T的增大而略微有所增大.     

太平天国侍王府壁画表面修复材料的原位无损FTIR分析

太平天国侍王府壁画是中国南方壁画的典型代表,具有重要的历史、文化和艺术价值。历史上曾对多幅壁画进行过化学保护,部分壁画表面形成了一定厚度的有机物涂层,分析研究壁画保护修复材料成分对于文物保护具有重要的理论和现实意义。由于文物的珍贵性与不可再生性,原位无损分析技术的研究和应用是未来文物分析的发展趋势,基于便携红外光谱仪的反射红外光谱技术是对文物表面材质较为理想的无损分析手段。利用反射傅里叶变换红外(FTIR)光谱对侍王府壁画的地仗层和表面修复材料涂层进行了现场原位无损分析,这在我国古代壁画及其保护修复材料分析中属首次。首先测试了无涂层壁画白色背景位置反射FTIR光谱,并与标准无机矿物光谱比对确定了壁画地仗层成分主要为方解石和生石膏。在此基础上,分析了无涂层和有涂层壁画表面的红外反射特性及地仗层化学成分对表面涂层反射FTIR光谱测试的影响,探讨了应用Kramers-Kronig(K-K)变换处理数据的可行性,确定了K-K变换的应用范围,分析了壁画涂层K-K变换后反射光谱与衰减全反射(ATR)光谱的差异,并通过显微ATR FTIR光谱和热裂解气相色谱质谱联用(Py-GC/MS)技术分析验证了原位反射FTIR光谱测试结果的可靠性,扫描电子显微镜(SEM)测量了涂层厚度,证明不同厚度涂层均能得到可解析的高质量反射FTIR光谱。最终确定侍王府壁画曾使用过聚醋酸乙烯酯、聚二甲基硅氧烷和三甲树脂三种高分子材料进行过表面加固,并得出壁画保存现状和修复材料及涂层厚度有较大关系。证明了基于反射模式的FTIR光谱技术能准确有效地获取文物表面有机物和部分无机物成分信息。该方法对表面有机涂层尤为敏感,是壁画类文物较为理想的无损分析方法,在壁画保护研究领域具有十分广阔的应用前景。同时,该研究弥补了我国壁画类文物表面有机物原位无损分析的不足,为该领域研究提供了一条新思路。     

绝对光谱反射比的测量和反射色标准

一、概念和方法 反射色的测量就是在指定的照明和探测条仆下进行光谱漫反射比的测量.它要求测量物体表面反射的通量和入射在该表面上的通量;两者之比即为反射比[1].这种测量通常是很困难的.在实际应用中,大多数只按相对于一个已知绝对反射比值的工作标准来进行.在色度学的推荐中,国际照明委员会(CIE)以前采用规约的方法(将烟熏MgO的反射比值取为1)来校准工作标准的.从1970年起。CIE规定反射色三刺激值的计算必须用绝对光谱反射比值[1].同时反射比的测量又扩大到非可见波段。广泛应用到遥感技术、化学分析、测温控温及资源考查等方面,因…     

碱性介质中正丁醇在铂电极上吸附和氧化的电化学原位FTIR反射光谱和EQCM研究

运用电化学循环伏安(CV)、原位FTIR反射光谱和电化学石英晶体微天平(EQCM)等方法研究了碱性介质中正丁醇在Pt电极表面吸附和氧化行为。结果表明：正丁醇电氧化过程与溶液酸碱性有着密切的关系。酸性介质中正丁醇在Pt电极上的CV曲线有2个正向氧化峰,而碱性介质中只有1个正向氧化峰, 第2个氧化峰的消失可能是由于碱性介质中Pt电极表面钝化引起的。原位FTIR反射光谱检测到,在实验条件下,碱性介质中正丁醇电氧化过程的最终产物只有丁酸根。EQCM研究还从电极表面质量定量变化的角度提供了正丁醇反应机理的新数据。     

在介质内表面处柱面波的反射和减反射

应用转移矩阵法研究柱面介质内表面处柱面波的反射,发现在小半径内表面上的反射为全反射,当半径较大时,它只是部分反射.这种特性对于设计光源和小半径接收器有用.同时研究了柱面波的柱面多层减反射涂层,发现这些涂层不能应用通常的四分之一膜层设计,在此基础上叙述了新的设计原理.     

光学材料 其他

TU564 2005021526 混合反射材料表面亮度、光泽度、反射系数实验研究=Ex- periment research on the surface luminance,the gloss and the reflectance coefficient of mixed reflection material[刊, 中]／杨春宇(重庆大学建筑城规学院．重庆(400045)),张 青文…//照明工程学报．-2004,15(4)．-6-10 通过对建筑常用饰面材料的表面亮度、光泽度、反射 系数的实验室测量,研究了混合反射材料表面反射光的特 色,为夜景照明的节能及科学设计方法提供了研究基础。     

掺杂分子束外延GaAs薄膜表面和GaAs-GaAs界面的光反射调制谱

报道了用光反射调制谱(PR)测量掺杂分子束外延GaAs薄膜表面和界面电场的结果。分别用He-Ne激光和He-Cd激光作调制光,由于它们的穿透深度不同,可以有效地区分来自表面和界面的PR信号。由PR谱推算出薄膜表面和界面的电场。研究了薄膜干涉效应对调制光谱的影响,对界面电场的成因进行了分析和讨论。 关键词：     

基于原子层沉积技术的石英管表面减反射膜的制备

采用原子层沉积(ALD)技术在石英管表面制备了薄膜,研究了该薄膜的均匀性,以及石英管的内径、外径、长度对沉积薄膜均匀性的影响。以单波长减反射膜为研究对象,实验测试的反射光谱与仿真结果一致,石英管表面最低反射率可降至0.17%。忽略夹具影响,石英管外壁与内壁的减反射薄膜的非均匀性基本一致,在±1.69%范围内,内外壁表面减反射薄膜的厚度和中心波长相同,且石英管尺寸对内外壁薄膜均匀性无明显影响。利用ALD技术可在大曲率元件的内外表面沉积厚度偏差小且均匀性分布相似的减反射薄膜。     

多功能中子反射谱仪

正中国散裂中子源(CSNS)项目是我国"十二五"期间重点建设的大科学装置,列入国家中长期科学和技术发展规划,属于国际前沿的高科技多学科应用的大型研究平台。多功能反射谱仪(MR)是CSNS首批建设的三台谱仪之一,中子反射谱仪是通过分析来自样品的反射中子研究物质的表面和界面结构,主要应用领域包括:各种新兴薄膜材料的结构、磁性低维结构及表面磁性、聚合物膜及生物膜的结构和界面现象、液体物质及固液界面等。本文通过回顾反射技术     

Cs/GaN(0001)吸附体系电子结构和光学性质研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论平面波超软赝势方法计算了 1/4ML Cs原子吸附 (2 × 2) GaN(0001) 表面的吸附能、能带结构、电子态密度、电荷布居数、功函数和光学性质. 计算发现, 1/4ML Cs 原子在 GaN(0001) 表面最稳定吸附位为 N 桥位, 吸附后表面仍呈现为金属导电特性, Cs原子吸附GaN(0001)表面后主要与表面 Ga 原子发生作用, Cs6s 态电子向最表面 Ga 原子转移, 引起表面功函数下降. 研究光学性质发现, Cs 原子吸附 GaN(0001) 表面后, 介电函数虚部、吸收谱、反射谱向低能方向移动.     

银岛膜表面胸腺嘧啶吸附行为的表面增强拉曼光谱和表面增强红外光谱研究

利用激光刻蚀法制备了具有化学纯净表面的银岛膜,该岛膜有很好的表面增强特性。利用表面增强拉曼光谱和表面增强红外光谱对胸腺嘧啶分子在银岛膜表面的吸附状态进行了对比研究。表面增强拉曼光谱中CN和C—O伸缩振动模式的出现表明胸腺嘧啶分子由原来的酮式结构变成了烯醇式结构;C(4)O伸缩振动谱带明显增强和N(3)的去质子化异构体特征峰的存在证明胸腺嘧啶分子是通过O(8)和N(3)的共同作用倾斜地吸附在银岛膜表面。对10-5 mol.L-1胸腺嘧啶在银岛膜表面上的红外光谱利用欧米采样器进行了反射法测量,发现其红外吸收增强了200倍。红外信号分析的结果支持了胸腺嘧啶分子通过O(8)与银表面发生相互作用的论断,同时也可得出胸腺嘧啶倾斜地吸附在银岛膜表面的结论。     

小牛胸腺DNA与细胞色素C相互作用的电化学和光谱研究

利用电化学和紫外-可见(UV-Vis)反射吸收光谱技术研究了固定到带正电的尼龙膜上的小牛胸腺DNA(CT-DNA)与马心细胞色素C之间的相互作用,发现马心细胞色素C能以其带正电的活性区域一端吸附到带负电的CT-DNA表面,因此CT-DNA能促进马心细胞色素C的直接电化学反应。     

红外探测器窗口和光学镜头镀膜技术

红外探测器问世以来,为配合窗口和透镜的制备。红外波段镀增透膜技术得到了蓬勃发展.红外波段应用的大多数材料是Ge,Si,PdTc,ZnSe和各种红外玻璃.这些材料折射率高反射损失大.举Ge片为例。其ns=4,表面反射损失Ra=36%,与常用冤牌玻璃(n=l.52 Ra=4.2%)相比,约高十倍.这种表面反射损失降低了透射率和增加了光学系统杂散光的影响.在光学系统中,当光学零件增多时。上述影响特别严重.但是在零件表面镀增透膜后就可克服上述缺点.图1给出锗和玻璃零件表面镀膜前和后,系统总透射率Tm与零件数N的关系.单个Ge零件未镀膜时,Ts=47%;镀SiO后,T=99%.…     

Cd_xHg_(1-x)Te混晶的远红外反射光谱和多振子模型

在温度4.2—300K和波数15—450cm~(-1)范围内研究了x=0.18到0.45的不同组份的Cd_xHg_(1-x)Te样品的远红外反射光谱。实验观察到了类CdTe光学声子反射带的精细结构和低组份样品类HgTe反射带的复杂结构,研究了这些结构对组份和温度的关系,并用多振子模型讨论了反射光谱的这种精细结构。 对实验反射光谱用经典的振子匹配方法进行了拟合计算,并从这种拟合运算获得了Cd_(x~-)Hg_(1-x)Te的远红外介电函数谱及其它光学常数和频率的关系。     

相干光在嵌有随机粉粒和麻坑的表面上的主反射场

运用“随机随机游动”模型导出了相干光波射在嵌有随机粉粒和麻坑的表面(表面本身也有随机起伏)上时,其主反射场的期望值的表达式,并以正态分布为例作了计算。 关键词：     

Cu_2O和Ge的基本反射光谱——两种不同性质的反射带结构

本文在室温下测量了Cu_2O和Ge的基本反射光谱(0.22—1.00μ);研究了区分激子反射带结构和带际跃迁反射带结构的实验方法。光学抛光处理晶体表面对反射光谱中激子结构的影响极大,但对带际跃迁结构的影响不大。确定了Cu_2O紫外反射带的带际跃迁性质。讨论了Cu_2O和Ge的基本反射光谱和能带结构的联系。特别注意了Ge的反射光谱中的一些弱结构和能带结构的联系。工作中也涉及了晶格的有序度和能带结构的联系和吸收气氛影响短波反射带“下塌”的现象。     

半球形固体浸没透镜显微系统的透射光场研究

应用高数值孔径系统的矢量衍射理论研究了半球形固体浸没透镜(SIL)球面表面的反射对SIL系统透射场的影响.研究结果表明,半球形SIL球面表面的反射对SIL显微系统的透射光强产生很大的影响.然而,这种反射不改变半球形SIL显微系统的分辨率.SIL球面介质界面材料的折射率失配越大,透射光强减小越多.在SIL的球面表面涂上减反膜或者在物镜和SIL之间填充折射率较大（但比SIL的折射率小）的介质可以提高系统的透射光强.