一种新型微波等离子体增强辉光放电光源基本特性的研究

本文介绍了一种改进型的微波等离子体增强辉光放电光源。对它的结构，操作以及工作参数和溅射等进行了详细的讨论。     

发射光谱法研究微波增强微秒级脉冲辉光放电中样品原子的 …

利用自制微波增强微秒级脉中辉光放电装置，研究了黄铜样品原子的激发和扩散过程，结果表明，当放电气压低于１８０Ｐａ时，微波等离子体与辉光放电很好的耦合，当气压大于２００Ｐａ时，由于样品原子分别受到脉冲辉光放电与微波等离子体的激发，同一条共振线出现了在时间上独立的两个发射峰。利用两发射峰之间的关系可以计算出该工作条件下铜原子和锌原子的扩散速度分别约为１５０和１２９ｍ／ｓ，而辉光放电的最强激发点的约离溅射     

发射光谱法研究微波增强微秒级脉冲辉光放电中样品原子的激发和扩散过程

利用自制微波增强微秒级脉冲辉光放电装置，研究了黄铜样品原子的激发和扩散过程。结果表明，当放电气压低于１８０Ｐａ时，微波等离子体与辉光放电能够很好的耦合，当气压大于２００Ｐａ时，由于样品原子分别受到脉冲辉光放电与微波等离子体的激发，同一条共振线出现了在时间上独立的两个发射峰。利用两发射峰之间的关系可以计算出该工作条件下铜原子和锌原子的扩散速度分别约为１５０和１２９ｍ／ｓ，而辉光放电的最强激发点约离溅射样品表面１．９４～２．２５ｍｍ。实验中也考察了放电参数对两发射峰强度的影响     

格里姆辉光放电光源的发展和应用范围

本文评述了辉光放电光源的一些进展情况。对高强度辉光放电灯，磁场辉光放电灯，射频、微波辉光放电灯，同轴双重空心阳极辉光放电灯等技术在增加辉光放电光源的发光强度、降低检出限、提高逐层分析中的层间分辨率等方面的作用作了介绍。也同时介绍了这种光源在金属与合金固体样品直接分析及这些材料的表层、逐层分析中的应用范围。     

辉光放电光源

自从1968年W.Grimm提出特殊结构的辉光放电灯以来,辉光放电光源在光谱分析的应用得到迅速的发展。辉光放电光源属于低气压放电,它具有高度的稳定性,谱线锐,背景小,分析结果精度高,工作曲线线性范围宽,设备简单便宜等优点。辉光放电光源克服了以往发射光谱分析     

电弧及辉光微等离子体大气压取样的发射光谱研究

在线化学分析需要实现开放环境下的样品取样和电离/激发。相比于激光切削或者激光诱导击穿,大气压微等离子体系统结构简单,更利于小型化。因而基于大气压微等离子体的在线化学分析技术引起行业的广泛关注。为了确定合适的微等离子体源进行样品的在线元素检测,需要进一步了解各放电模式及工作参数下微等离子体的自身特性以及取样效果。该工作主要研究了电弧及辉光放电微等离子体在大气压下对样品铁取样发射光谱的特性。实现了在开放环境下对高熔点金属样品的在线检测,并发现电弧放电微等离子体与光谱分析源联用具有更高的取样效率。高采样效率的电弧放电微等离子体源为实现金属及难解离样品的检测提供了一种新的方法。同时,相较于传统的取样装置,避免了复杂的样品制备、样品传输过程。实验装置采取简单的针对板放电结构,分别利用高压脉冲电源、直流电源获得电弧放电和辉光放电。实验的结果表明,在放电功率近似相等的条件下,电弧放电产生的微等离子体对样品铁取样的光学发射谱中,样品元素的特征谱线占据主导地位,同时伴随有空气中氮气的谱线,而且铁离子(FeⅡ)谱线的相对强度显著高于氮气分子谱线的相对强度。而在直流辉光放电中,样品铁原子(FeⅠ)谱线相对强度非常不明显。由此说明,电弧放电产生的微等离子体具有更高的采样效率。放电在样品表面留下的溅射坑也得出了相同的结论。增加辉光放电电流到25 mA,发现样品元素铁的谱线仍然没有明显的增强。同时,也研究了采样间距对两种采样模式的影响。实验结果表明,间距对两种模式的采样光谱没有显著的影响。采用主要成分为铝的合金铝箔进行了上述对比实验,得出相同的结论,即电弧放电微等离子体更适合作为光谱分析源来实现对金属样品的实时快速检测。     

从大气压到超低气压范围的氦等离子体发射光谱的基本特性

采用三种实验装置(介质阻挡放电装置、空心阴极放电装置和彭宁放电装置)分别测量了不同压强范围内氦等离子体的发射光谱。通过对氦等离子体发射光谱的分析,已观察到一个共同的特点,就是在三种放电条件下产生的氦等离子体中31P1→21S0的谱线强度总是最强,可以推测亚稳态氦原子的含量相当显著,但不同的装置也有不同的特点,介质阻挡放电装置能够产生准辉光放电,谱线中氦原子的谱线强度很低,而空心阴极放电与彭宁放电装置能够产生稳定均匀的等离子体,且发射足够强的光辐射。我们已对所拍摄的光谱的谱线都进行了辨认,所有结果表明原子发射光谱分析法是研究不同条件下氦等离子体状态的一种十分有效的手段。     

10-2～105 Pa气压范围的氦等离子体光谱分析

采用三种实验装置(介质阻挡放电装置、空心阴极放电装置和彭宁放电装置)分别测量了不同压强范围内氦等离子体的发射光谱.通过对氦等离子体发射光谱的分析,已观察到一个共同的特点,就是在三种放电条件下产生的氦等离子体中31P1→21S0的谱线强度总是最强,可以推测亚稳态氦原子的含量相当显著,但不同的装置也有不同的特点,介质阻挡放电装置能够产生准辉光放电,谱线中氦原子的谱线强度很低,而空心阴极放电与彭宁放电装置能够产生稳定均匀的等离子体,且发射足够强的光辐射.我们已对所拍摄的光谱的谱线都进行了辨认,所有结果表明原子发射光谱分析法是研究不同条件下氦等离子体状态的一种十分有效的手段.     

用发射光谱测量激光等离子体的电子温度与电子密度

本文研究以Ａｒ为缓冲气体，用Ｎｄ：ＹＡＧ激光烧蚀固体表面的等离子体。用光学多道分析仪测量了等离子体的时间分辨发射光谱，用一组ＭｎＩ谱线的相对强度计算了激光等离子体的电子温度，根据ＭｇＩ和Ａ１Ｉ谱线的Ｓｔａｒｋ展宽计算了等离子体的电子密度。     

大气压 Ar／NH3同轴介质阻挡放电发射光谱诊断

采用光谱在线技术（OES）检测了大气压 Ar／NH3 DBD 等离子体中的主要粒子为 NH,N,N+,N2, Ar,Hα,OH。NH 是 NH3分解的产物,激发态 Ar*和 NH3分子的潘宁碰撞生成激发态中性粒子 NH（c 1Π）和 NH（A 3Π）。674．5 nm 处 N 原子谱线表明等离子体中产生了 N 活性原子,为大气压 Ar／NH3同轴介质阻挡放电等离子体合成ε-Fe3 N 磁性颗粒提供了可能。研究了各主要粒子谱线强度随 NH3流量和外加电压峰峰值的变化规律,研究结果表明：NH3流量相同时,随外加电压峰峰值升高,各粒子谱线强度均逐渐增强;外加电压峰峰值相同时,各谱线强度随 NH3流量增加先增强后减弱。外加电压峰峰值相同时,随 NH3流量增加,N 活性原子谱线强度先增强后减弱,NH3流量为20 mL·min－1时,N 活性原子谱线强度最强。NH3流量相同时,随外加电压峰峰值升高,N 活性原子谱线强度逐渐减小,主要是由于大气压 Ar／NH3 DBD 放电模式由多脉冲大气压辉光放电转变为丝状放电造成。多脉冲大气压辉光放电的微放电通道之间相互重叠,各个微放电之间相互影响,导致随外加电压峰峰值升高各谱线强度的增加速率较快。当外加电压峰峰值从4600 V 升高到6400 V 时,大气压 Ar／NH3 DBD 的放电模式由单脉冲 APGD 转变为二脉冲 APGD,属于均匀大气压介质阻挡放电,随外加电压峰峰值升高谱线强度的增加速率较快,利于合成ε-Fe3 N 磁性颗粒。     

磁性材料新近进展

磁性材料是应用广泛、品种繁多的一类重要的功能材料，20世纪90年代以后发展十分迅速．稀土-3d过渡族磁性合金材料，如稀土水磁、巨磁致收缩材料、巨磁热效应材料，磁光效应材料等，以及非晶，纳米微晶磁性材料相继问世．1988年巨磁电阻效应的发现已获广泛应用，如读出磁头、传感器以及磁随机存储器等，并发展成为自旋电子学的新学科．文章简要介绍了近年来磁性材料的一些新进展。     

Nanocrystalline materials – Current research and future directions

Nanocrystalline materials, with a grain size of typically <100 nm, are a new class of materials with properties vastly different from and often superior to those of the conventional coarse-grained materials. These materials can be synthesized by a number of different techniques and the grain size, morphology, and composition can be controlled by controlling the process parameters. In comparison to the coarse-grained materials, nanocrystalline materials show higher strength and hardness, enhanced diffusivity, and superior soft and hard magnetic properties. Limited quantities of these materials are presently produced and marketed in the US, Canada, and elsewhere. Applications for these materials are being actively explored. The present article discusses the synthesis, structure, thermal stability, properties, and potential applications of nanocrystalline materials. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

智能材料——材料科学发展新趋势

材料的智能化代表了材料科学发展的最新方向，智能材料的研究主要是依照仿生学方法，采用各种先进复合技术，实现复杂材料体系的多功能复合，并最终实现材料智能能化和器件集成化，文章在简要介绍有关材料概念的基础上，总结了智能材料的设计思想，路线及合成技术途径，综述了最近国内外有关智能材料的发展动向及研究进展，指出了一些应用背景及现在面临的问题。     

磁性材料进展

磁性材料大体上分为两类 :其一为铁磁有序的金属磁性材料 ;其二绝大多数为亚铁磁有序、具有半导体导电性质的非金属磁性材料 .5 0年代以前 ,金属磁性材料占绝对优势 ;5 0年代以后 ,非金属磁性材料发展成为磁性材料的主流 ,除电力工业用的高饱和磁化强度FeSi合金外 ,铁氧体几乎应用于各个领域 .历史似乎按螺旋形的方式发展 ,90年代后 ,金属磁性材料又以新的面貌出现 ,3d (4f,4d ,5d ,5f… )合金与化合物、非晶、纳米微晶磁性材料重领风骚 ,其性能远超越铁氧体 .纳米磁性材料将成为新的功能材料 .文章重点介绍了永磁材料与软磁材料 ,其他如磁记录材料、磁致冷材料、磁致伸缩材料等将作简单介绍 .     

Light–matter interaction of 2D materials:Physics and device applications

In the last decade, the rise of two-dimensional(2D) materials has attracted a tremendous amount of interest for the entire field of photonics and opto-electronics. The mechanism of light–matter interaction in 2D materials challenges the knowledge of materials physics, which drives the rapid development of materials synthesis and device applications. 2D materials coupled with plasmonic effects show impressive optical characteristics, involving efficient charge transfer, plasmonic hot electrons doping, enhanced light-emitting, and ultrasensitive photodetection. Here, we briefly review the recent remarkable progress of 2D materials, mainly on graphene and transition metal dichalcogenides, focusing on their tunable optical properties and improved opto-electronic devices with plasmonic effects. The mechanism of plasmon enhanced light–matter interaction in 2D materials is elaborated in detail, and the state-of-the-art of device applications is comprehensively described. In the future, the field of 2D materials holds great promise as an important platform for materials science and opto-electronic engineering, enabling an emerging interdisciplinary research field spanning from clean energy to information technology.     

对21世纪材料研究的一些看法

２１世纪将对材料研究提出更高的要求。根据使用上的要求对材料进行剪裁与设计是材料研究的必由之路。在材料研究中必需考虑材料的可靠性、可使用性、材料的制作成本和它的市场前景。不宜放松材料的基础研究,应大力开展材料的应用研究和对现有材料的改进给予充分的重视。下一世纪值得研究的新材料是：多相复合材料、纳米材料、生物医用材料、生物医用材料、环境和能源材料以及机敏材料。     

Contact materials for vacuum switching devices

A survey is given of the various types of contact materials presently produced in Europe for application in vacuum switchgear. The materials discussed comprise tungsten-base and molybdenum-base materials, as well as copper-iron and copper-chromium materials. The production techniques currently practiced are described, and the resulting properties of the materials are discussed with regard to the requirements of the different types of application     

稀土掺杂材料的上转换发光

稀土掺杂材料的上转换发光是实现光波频率转换的重要途径,也是稀土掺杂发光材料研究的重要内容。本文从介绍与上转换相关的基本概念出发,阐述了稀土离子上转换发光的发展历史;对稀土离子掺杂材料的能量传递、激发态吸收、合作敏化、合作发光、双光子吸收激发及光子吸收雪崩等上转换发光机制进行了概述,并对各机制进行了比较;对不同稀土离子掺杂体系中上转换发光的机制进行了总结;对以往研究的稀土掺杂上转换发光材料的基质,包括粉体材料、晶体材料、非晶材料进行了概括;最后对影响稀土离子上转换发光效率的因素进行了分析,提出了在上转换发光材料的设计中应重点考虑基质对泵浦光及上转换发射光的吸收、基质材料的声子能量、稀土离子的掺杂方案及泵浦途径等因素。     

Epitaxy of III-nitrides on two-dimensional materials and its applications

III-nitride semiconductor materials have excellent optoelectronic properties, mechanical properties, and chemical stability, which have important applications in the field of optoelectronics and microelectronics. Two-dimensional (2D) materials have been widely focused in recent years due to their peculiar properties. With the property of weak bonding between layers of 2D materials, the growth of III-nitrides on 2D materials has been proposed to solve the mismatch problem caused by heterogeneous epitaxy and to develop substrate stripping techniques to obtain high-quality, low-cost nitride materials for high-quality nitride devices and their extension in the field of flexible devices. In this progress report, the main methods for the preparation of 2D materials, and the recent progress and applications of different techniques for the growth of III-nitrides based on 2D materials are reviewed.