北京师范大学外束PIXE分析装置的建立

北京师范大学串列实验室建立了外束质子激发X荧光(PIXE)分析装置.外束引出窗口采用7.5μm厚Kapton膜.为了保护加速器系统,在外束管道中安装自己设计制作的快速真空保护阀.考虑到绝缘样品不能直接测量束流积分,在RBS靶室放置175nm金箔,并建立了金RBS峰面积和束流积分之间的关系,这样在采集外束PIXE能谱的同时,通过记录金箔RBS信号就可获得束流积分.对GBW07306水系沉积物有证标准物质进行了外束PIXE测量及定性分析,并与真空PIXE结果进行了比较.     

过滤真空弧等离子体沉积成膜系统的磁过滤管道传…

介绍了采用９０°螺旋管的过滤真空弧等离子体沉成膜系统，对磁过滤管道的传输特性进行了实验研究，实验观察到，弧源聚焦磁场和过滤管道正偏压越高，过滤管道的传输效率越高，但聚焦磁场高过一定阈值时，会出现起弧不稳现象，此阈值的大小同过滤管道磁场及偏压的大小有关，过滤管道正偏压在４０￣６０Ｖ范围内，管道磁场在７￣１１ｍＴ时传输效率较高，偏压越高达到最佳传输效率所需的过滤管道磁场越高。     

过滤真空弧等离子体沉积成膜系统的磁过滤管道传输特性的实验

介绍了采用90°螺旋管的过滤真空弧等离子体沉积成膜系统，对磁过滤管道的传输特性进行了实验研究．实验观察到，弧源聚焦磁场和过滤管道正偏压越高，过滤管道的传输效率越高．但聚焦磁场高过一定阈值时，会出现起弧不稳现象，此阈值的大小同过滤管道磁场及偏压的大小有关．过滤管道正偏压在40～60V范围内，管道磁场在7～11mT时传输效率较高，偏压越高达到最佳传输效率所需的过滤管道磁场越高．     

质子透射能量损失(PTEL)测量气溶胶样品面密度

通过用配有小孔光栏的探测器测量能量为2 MeV、束斑直径为4 mm的质子束透过气溶胶样品的能量损失(proton transmission energy losses,PTEL)谱,然后利用代表性的气溶胶元素组分和C5H9O2N有机物能量损失靶模型计算气溶胶对质子的阻止截面.在扣除气溶胶样品mylar膜衬底中质子能量损失时,分别采用了质子穿过空白mylar膜能量损失近似法和迭代法.不同模型和近似方法下PTEL测量和称量结果之间的误差大都在10%以内.     

聚焦磁场对系统弧放电和传输效率的影响

在90°磁过滤管道和阴极之间加一30～60V的正偏压可使磁过滤管道起到阴极弧放电第二阳极的作用.在此情况下对聚焦磁场对MEVVA源阳极-阴极以及磁过滤管道-阴极2个回路弧放电和磁过滤管道传输效率的影响进行了实验研究.研究表明,随聚焦磁场升高,MEVVA源阳极和阴极之间的弧放电规模减小,而磁过滤管道和阴极之间的弧放电规模增大,并且系统的等离子体传输效率也随之升高.     

In situ luminescence measurement of 6H-SiC at low temperature

To understand the evolution of defects in SiC during irradiation and the influence of temperature,in situ luminescence measurements of 6H-SiC crystal samples were carried out by ion beam induced luminescence(IBIL)measurement under2 MeV H^+ at 100 K,150 K,200 K,250 K,and 300 K.A wide band(400-1000 nm)was found in the spectra at all temperatures,and the intensity of the IBIL spectra was highest at 150 K among the five temperatures.A small peak from 400 nm to 500 nm was only observed at 100 K,related with the D1 defect as a donor-acceptor pair(D-A)recombination.For further understanding the luminescent centers and their evolution,the orange band(1.79 eV)and the green band(2.14 eV)in the energy spectrum were analyzed by Gaussian decomposition,maybe due to the donor-deep defect/conduction band-deep defect transitions and Ti related bound excition,respectively.Finally,a single exponential fit showed that when the temperature exceeded 150 K,the two luminescence centers’resistance to radiation was reduced.     

基于Voigt函数拟合的离子激发发光光谱分峰方法

离子激发发光(IBIL)分析作为一种实时原位的光谱分析技术,由于其对样品内部结构的敏感性,给我们分析样品光谱谱峰信息带来了一定的困难。为了准确地对离子激发发光能谱进行分峰以便更加清晰地判断材料内部不同缺陷的发光中心,提出了一种利用Voigt函数,通过L-M（levenberg-marquardt）非线性最小二乘算法对100和200 K温度时ZnO的IBIL能谱中深能级发射（DBE）峰进行分峰的方法。通过对比Gauss函数和Voigt函数对能谱拟合后峰位随注量的波动情况,发现使用Voigt函数拟合得到的峰位更加稳定,并且收敛速度更快。同时通过对使用Voigt函数拟合后得到的峰中心位于1.75, 1.95和2.10 eV三个子峰的高斯函数半高宽与洛伦兹函数半高宽比较,发现洛伦兹函数半高宽约为高斯函数半高宽的1/10,而且100 K时的1.95 eV峰,200 K时1.75和1.95 eV峰,其洛伦兹峰半高宽数值为10-10量级以下,说明其中非均匀展宽（高斯展宽）仍然是谱峰展宽的主要机制;而电子与声子散射作用是洛伦兹展宽的主要机制。对于涉及导带中大量电子的2.10 eV子峰,其在200 K时洛伦兹函数半高宽明显大于100 K时,由于在温度较高时,由于晶格热振动加剧,且电子热运动加强,增大了散射概率,导致电子与声子的散射作用加强,从而对洛伦兹谱线进一步展宽。而峰中心位于1.75 eV的红光,其主要与V_Zn相关,在100 K时其子峰的洛伦兹半高宽为0.02 eV, 但在200 K时变得极小,这可能是由于100 K时V_Zn束缚的电子或激子在200 K获得足够的热动能摆脱了V_Zn束缚,减弱了与周围的晶格的散射作用,从而使得洛伦兹展宽变得极弱。实验结果表明Voigt函数更加适用于IBIL能谱拟合分峰,这也为以后IBIL技术应用于其他材料内部结构能谱分析提供了可借鉴的依据。     

FCVAD合成Ta-C薄膜的Raman和XPS分析

用磁过滤阴极真空弧沉积（FCVAD）方法在Si衬底上合成了Ta-C薄膜,Raman光谱和光电子能谱（XPS）分析表明衬底加80-100V负偏压时合成的Ta-C薄膜sp^3键所占比例最高,可达80%以上,并且在Ta-C薄膜表面存在-sp^3键所占比例较低的薄层。     

负离子注入硅橡胶水接触角的测量

通过20keV不同注量的碳负离子注入硅橡胶改善其表面亲水性,采用座滴法测量水接触角来表征亲水性.选择拟合速度较快,准确性较高的椭圆拟合算法对碳负离子注入前后硅橡胶表面水接触角随时间的变化进行测量.结果发现硅橡胶离子注入前后表面水接触角同时达到稳定变化的时间大约10~30s.选定拍照延迟时间为20s,并选择Laplace-Young拟合算法测量20keV时碳负离子注入硅橡胶后水接触角随注量的变化.结果表明,碳负离子注入后硅橡胶表面亲水性得到明显改善,并在注量为3×10~(15)·cm~(-2)时,水接触角最小.     

利用离子激发发光研究ZnO离子注入和退火处理的缺陷变化

在北京师范大学GIC4117 2×1.7 MV串列加速器上,利用离子激发发光(ions beam induced luminescence,IBIL)技术研究了2 MeV H⁺注入ZnO的缺陷变化及473和800 K退火处理对缺陷的恢复作用.实验表明,在2 MeV H⁺的辐照下,晶体内部产生的点缺陷会快速移动、聚集成团簇,从而抑制发光.473 K退火后的受辐照ZnO晶体内仍存在着大量的缺陷和团簇,而这些缺陷和团簇作为非辐射中心抑制着ZnO晶体的发光.800 K的退火处理可以显著地分解辐照过程中形成的团簇,也可以帮助点缺陷回到晶格位置,从而减少晶体内部的不平衡缺陷,提高晶体的结晶度,使退火后的受辐照ZnO样品IBIL光强大幅度增强.