北京同步辐射装置新建的X射线小角散射站投入运行

北京同步辐射装置（BSRF）是利用同步辐射光源进行科学研究的装置、对社会开放的大型公用科学设施，是我国凝聚态物理、材料科学、化学、生命科学、资源环境及微电子等交叉学科开展科学研究的重要基地。随着小角X射线散射（SAXS）用户的增长。BSRF原有的小角X射线散射站与X射线衍射站分时使用、共享489A光束线已远不能满足需求，广大用户强烈要求新建一条小角X射线散射站。     

我国同步辐射小角X光散射装置

小角X光散射是当X光照射到物质上时发生的在原光束附近小角度范围内的电子相干散射,凡是存在纳米尺度的电子密度不均匀区的物质均会产生小角X光散射现象,因此它是表征纳米、多孔材料结构的理想手段。普通X光源产生的X光强度弱,限制了小角X光散射的应用,采用同步辐射为X光源,则可以大大提高X光强度。目前我国已建立同步辐射小角X光散射站,本文对其装置进行了介绍。     

同步辐射小角X射线散射研究

应用同步辐射小角X射线散射研究了二醋酸纤维素接枝聚甲基丙烯酸甲酯在二氯甲烷和甲醇4:1的混合溶剂中的尺寸和形态. 结果表明接枝共聚物在溶剂中形成单分子微球. 微球的尺寸随支链的长度增加而增大.     

同步辐射小角散射实验站

小角X射线散射(SAXS)实验站配置有SAXS相机、在线控制及数据获取系统.SAXS相机由位置精度为1μm的狭缝系统、用以监测光强的电离室、在垂直于束流的平面内能作水平和垂直两个方向遥控调节的样品台和可调长度低真空管道等部分组成,真空管道的两端有25μm厚的Kapton膜密封,探测器为闪烁计数器.该装置的角分辨优于0.6mrad.     

用小角X射线散射法研究溶胶结构

采用溶胶凝胶方法在碱性条件下制备了SiO2和ZrO2溶胶,应用同步辐射小角X射线散射(SAXS)法研究了溶胶的结构.结果表明,溶胶粒子是多分散的,其生长、聚集受RLCA和Eden模型的共同控制,是一种非线性的动力学过程,所形成的聚集体呈随机、分岔、稠密不同的结构,具有质量分形的特征.同时还发现所研究溶胶的散射曲线均不遵守Porod定理,形成负偏离或正偏离,这说明在溶胶粒子与分散介质间有过渡相存在.对上述偏离进行了定性和定量的分析,提出了正偏离时的定量解析方法,从而得到了胶体系统中有关过渡层(界面层)结构的 关键词：     

小角X射线散射实验数据的初步处理

介绍北京同步辐射装置(BSRF)小角X射线散射实验站实验数据的初步处理方法,即由成像板探测器检测到的散射信号转换成角度及其对应的强度数据的方法,并对数据转换过程中可能遇到的问题进行了详细的讨论.     

小角X射线散射法测定溶胶平均界面厚度

溶胶界面层厚度通常是用Porod法对高角区负偏离的Porod曲线进行拟合求算,但本文研究表明还可通过分别测定Porod负偏离校正前后体系粒子的平均半径之差而获得平均界面厚度.应用上述方法测定了在不同制备条件下制备的二氧化硅溶胶的平均界面厚度 关键词： 小角X射线散射 溶胶 平均界面厚度     

小角X射线散射法测定溶胶平均界面厚度

溶胶界西层厚应通常是用Porod法对高角区负偏离的队Porod曲线进行拟合求算,但本文研究表明还可通过分别测定Porod负偏离校正前后体系粒子的平均阗径之差而获得平均界面厚度。应用上述方法测定了在不同制备条件下制备的二氧化硅溶胶的平均界面厚度。     

小角X射线散射方法测定二氧化硅干凝胶的平均孔径

提出了当多孔体系的小角X射线散射不遵守Porod定理的情况下,应用Debye法(相关函数法) 和Guinier法(逐级切线法和多级斜线法)计算它们的平均孔径的方法.对不同制备条件下部分 二氧化硅干凝胶的测试,取得了比较一致的结果,并与氮气吸附法测定结果进行了对比. 关键词： 小角X射线散射 二氧化硅干凝胶 平均孔径     

小角X射线散射中宇宙线噪声去除方法

针对小角X射线散射（SAXS）测量图样中的宇宙线提出一种去除方法,以纳米结构的周期信息为物理先验计算得到周期性散射信号的坐标信息,对各光斑级次有效信号区域内的宇宙线进行检测并去除。数值模拟了含宇宙线的SAXS测量图样序列,测试该方法对SAXS测量图样序列宇宙线的检测和去除效果,并与现有的宇宙线去除方法进行对比。计算不同曝光时间下去噪前和各方法去噪后SAXS测量图样的评价指标,可以说明该方法对于SAXS测量图样中的宇宙线具有良好的去除效果,并能在长曝光条件下获得明显的信噪比增益。     

北京同步辐射装置X射线衍射实验站在材料科学研究中的应用

简述了北京同步辐射装置X射线衍射实验站的实验装置,工作性能.利用X射线衍射仪开展了非晶周期多层膜、半导体超晶格结构研究,测量了Si₃N₄材料残存应力微区分布.     

北京同步辐射装置3W1B软X射线光束线偏振特性测量

应用自行研制的Mo/Si周期多层膜作为起偏器和检偏器的光学元件, 测量了北京同步辐射装置3W1B束线的偏振状态. 通过数据分析, 得到了3W1B软X射线的有关偏振参数, 在86—89eV能区经过起偏器后的偏振度超过98%, 圆偏振分量介于1%—3%之间.     

4B9B束线低能分支的性能改进

分析了北京同步辐射实验室4B9B原束线低能分支的构造及弊病,在不影响束线高能分支性能及总体机械结构的基础上提出了改进方案.详细介绍了该设计方案和光束线调试工作及出光后束线的性能测试工作,该测试结果完全符合束线的设计.该束线在同步辐射专用光实验中充分发挥了改进后的优势,取得了令人满意的结果     

同步辐射二维小角X光散射实验装置的建立与应用

与一维小角散射实验法相比,二维小角X光散射实验法可用于研究非球对称的体系,即可探测物质中取向体系的颗粒度(或孔径)的变化、颗粒(或孔)形状的变化等信息.介绍了北京同步辐射装置二维小角X光散射实验设备的建造及所建立的分析方法,并用于研究不同活化剂条件下制备出来的沥青基活性炭纤维中孔分布的变化,得到了炭纤维中的孔的平均体积随活化剂中NH3含量的降低而变大的结论.     

北京同步辐射3B3中能束线X射线探测系统性能研究

北京同步辐射装置(BSRF)的3B3中能束线的应用，在国内首次提供了一台能区在2—6keV范围、性能优良的单色X射线光源. 对光源的性能进行了研究，并完成了X射线探测器(XRD)灵敏度、滤片厚度、多种晶体衍射效率以及成像板能量响应等指标的标定.XRD标定的相对不确定度好于7%，滤片厚度的不确定度小于3.6%. 关键词： 中能X射线 同步辐射 标定     

Upgrading design of the 3B1A beamline for x-ray nanometre lithography of microelectronic devices at BSRF

Beijing Synchrotron Radiation Facility is a partly dedicated synchrotron radiation source operated in either parasitic or dedicated mode. The 3B1A beamline, extracted from a bending magnet, was originally designed as a soft x-ray beamline for submicro x-ray lithography with critical lateral size just below 1μm in 1988 and no change has been made since it was built. But later the required resolution of x-ray lithography has changed from sub-micrometre to the nanometre in the critical lateral size. This beamline can longer more meet the requirement for x-ray nano lithography and has to be modified to fit the purpose. To upgrade the design of the 3B1A beamline for x-ray nano lithography, a mirror is used to reflect and scan the x-ray beam for the nano lithography station, but the mirror's grazing angle is changed to 27.9mrad in the vertical direction, and the convex curve needs to be modified to fit the change; the tiny change of mirror scanning angle is firstly considered to improve the uniformity of the x-ray spot on the wafer by controlling the convex curve.     

北京同步辐射装置X射线漫散射实验站及准周期非晶多层膜的X射线非镜面散射研究

讨论了北京同步辐射装置的４Ｗ１Ｃ光束线和Ｘ射线漫散射实验站的技术特点．利用在漫散射实验站上获得的能量分辨率为４．４×１０－４、光斑大小为０．５ｍｍ（水平）×０．３ｍｍ（垂直）的聚焦单色Ｘ射线光束，研究了准周期非晶多层膜的Ｘ射线漫散射──非镜面散射．实验结果表明，准周期多层膜的漫散射强度分布在倒空间中与表面平行的条纹上并形成散射强度的调制．对散射强度调制进行的模拟计算得到相当满意的结果．     

PS_(3000)-b-PAA_(5000)球形胶束温度效应的原位小角X射线散射技术研究

应用小角X射线散射技术(SAXS)对两亲嵌段共聚物聚苯乙烯聚丙烯酸(PS-b-PAA)胶束形貌的温度影响进行了原位表征.SAXS结果表明:随着水含量的增加,粒子尺寸相应增加;对于水含量10%的PS_(3000)-b-PAA_(5000)胶束溶液,发现了明显的SAXS双峰现象;双峰的位置不随着温度的变化而改变,但是peak 1和peak 2的相对强度随着温度发生了减弱和增强的交错变化;相邻的SAXS双峰说明在PS_(3000)-b-PAA_(5000)胶束溶液中最初形成的粒子尺寸并不是均匀的,主要分为尺寸极其相近的两种球形粒子;随着温度的升高,粒径大小不同的两种粒子存在着一种消融和生长的过程,并且保持着一个相同的归一化动态平衡速率.