基于超高分辨γ射线探测器的蒙特卡罗模拟

能量分辨率是γ射线探测器关键技术指标之一,直接关联γ射线全能峰的尖锐程度、分离程度,从而影响全能峰被识别、区分的能力。提高γ探测器的能量分辨率,是γ探测器发展的一个重要方向,近年发展起来的超高分辨γ射线探测器,能达到25 e V@103 ke V的能量分辨率,其相对目前能量分辨率最好的高纯锗探测器的能量分辨率高一个数量级,因此超高分辨超导γ射线探测器成为了一大研究热点。为了推动超高分辨率γ探测器关键技术的实验研究,利用MCNP5采用了不同能量的射线源、不同规格的吸收体以及不同的支撑环境对超高分辨超导γ射线探测器的探测结果进行了模拟。这些模拟对于探测器的模型优化以及谱仪的设计有重要的指导作用。     

USb2单晶的生长及磁性和输运性质研究

采用Sb自助熔剂法成功生长高质量的USb₂单晶,并研究了磁化率、电阻、磁阻和比热等性质。研究表明,中等关联强度的USb₂中的5f电子具有巡游和局域双重特征。USb₂中的5f电子在260 K附近开始发生相干,203 K由顺磁态转变为反铁磁态,进行费米面的重构。在113 K以下局域的5f电子与传导电子发生第一次杂化使费米面附近电子结构发生变化。在54 K以下通过第二次杂化使得费米面附近形成了杂化能隙。在更低温度下晶体场效应对物理性质也产生了一定的影响。     

石墨烯/6H-SiC(0001)表面高质量USb2 薄膜的制备和表征

重费米子体系可以通过维度等调控手段来展现出丰富而有吸引力的量子基态。首次通过分子束外延技术在石墨烯/6H-SiC（0001）衬底成功制备了高质量的USb₂薄膜。结合反射式高能电子衍射、X射线衍射、电输运和X射线光电子能谱测量,证明了所制备的USb₂薄膜是高质量的单晶薄膜。此外,利用扫描隧道显微镜和角分辨光电子能谱对USb₂薄膜的表面形貌、原子结构和能带结构进行了表征。结果显示,生长的USb₂薄膜的表面原子结构、电输运性质和能带结构与块体USb₂单晶相似。最后,高质量USb₂薄膜的成功制备和表征为未来通过生长理想厚度的超薄膜在低维铀基重费米子系统中探索奇妙性能提供了宝贵的实验经验。     

MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF DEPOSITING LOW–ENERGY ATOM Ti ON Ti(0001) SURFACE

采用嵌入原子势, 运用分子动力学 (MD) 研究了Ti(0001) 表面低能沉积不同能量Ti原子时表面吸附、溅射和空位的变化. 低能Ti原子沉积Ti(0001) 表面过程
中, 存在一个溅射能量阈值, 其值大约为40---50 eV. 入射原子能量低于溅射阈值时, 入射原子可以认为是沉积原子; 入射原子能量大于溅射阈值时, 溅射产额随入射原子能量的增加而线性增加. 表面吸附原子和溅射原子的分布都呈现6次旋转对称, 当入射原子能量大于溅射阈值时, 表面吸附原子主要是基体表层原子, 入射原子直接成为表面吸附原子的概率很小. 空位缺陷主要分布在基体的最表层, 当入射原子能量大于溅射阈值时, 基体次表层产生的空位缺陷随入射原子能量的增加而增多.     

超高真空磁控溅射法沉积铀薄膜及其表面状态

铀薄膜有助于原子参数的测试研究,目前对铀薄膜研究的报道较少.利用超高真空磁控溅射法在单晶Si片上制备了铀薄膜.通过扫描电子显微镜(SEM)对铀薄膜的表面形貌进行了观察,利用X射线光电子能谱仪(XPS)及X射线衍射仪(XRD)对铀薄膜的表面结构及元素状态进行了分析和表征.结果表明:铀薄膜呈片状式生长,比较致密、连续,表面由铀及氧化铀组成,之下为纯铀.     

Ti(0001)表面低能沉积Ti原子的分子动力学模拟

采用嵌入原子势,运用分子动力学(MD)研究了Ti(0001)表面低能沉积不同能量Ti原子时表面吸附、溅射和空位的变化.低能Ti原子沉积Ti(0001)表面过程中,存在一个溅射能量阈值,其值大约为40-50 eV.入射原子能量低于溅射阈值时,入射原子可以认为是沉积原子;入射原子能量大于溅射阈值时,溅射产额随入射原子能量的增加而线性增加.表面吸附原子和溅射原子的分布都呈现6次旋转对称,当入射原子能量大于溅射阈值时,表面吸附原子主要是基体表层原子,入射原子直接成为表面吸附原子的概率很小.空位缺陷主要分布在基体的最表层,当入射原子能量大于溅射阈值时,基体次表层产生的空位缺陷随入射原子能量的增加而增多.     

真空热处理对316L不锈钢镀Al层结构及性能的影响

对316L不锈钢的镀铝层进行了热处理,并利用XRD、SEM、EDS分别对膜层进行了相结构、表面形貌、化学成分等分析,并测试了膜基结合力、抗热震性能。结果表明,热处理后膜层分为三层,中间层为FeAl相,并呈现梯度特征;膜基结合力有较大提高,FeAl层、Al层间的厚度越接近,膜基结合力越大;抗热震性能有较大改善,由于FeAl具有较好的物理、力学性能,其结晶度越高,抗热震性能越好。     

X射线衍射法研究铀在水气中的腐蚀

采用X射线衍射（XRD）原位研究了金属铀在潮湿氧气和潮湿氦气中不同温度下的腐蚀过程,对材料表面结构、化学组成以及腐蚀动力学进行了分析。结果表明,有氧条件下金属铀表面氧化层较致密,腐蚀速度慢;无氧条件下金属铀表面腐蚀产物疏松,腐蚀速度很快,且100 ℃下试样表面有片状产物剥落。动力学结果显示,潮湿环境中氧气的缺乏会引起金属铀腐蚀速度的加快。     

N离子注入对TiN薄膜的组织及性能的影响

对钛合金基体上的TiN薄膜进行了不同剂量N离子的注入。利用扫描电镜、X射线衍射对离子注入前后组织进行了分析,并进行了硬度、摩擦磨损实验。结果表明:N离子注入使膜层呈现非晶化趋势,并随剂量增大而增强,当剂量为1.2×10~(18)ions/cm~2时膜层非晶化,晶粒得到了细化;当剂量为9×10~(17)ions/cm~2时变化最明显,尺寸约为20 nm以下;表面硬度得到提高,其增幅受到剂量及晶粒细化影响,最大增幅约为163.8 HV;摩擦磨损性能在TiN膜层表面硬度提高、粗糙度降低及长程效应的影响下也得到了较大提高,主要受注入剂量影响。     

ZrCo和Zr0.7Hf0.3Co合金中氦泡演化和氦热释放研究

采用混合能量离子注入法在ZrCo及Zr_(0.7)Hf_(0.3)Co合金中引入氦,利用透射电镜观察氦泡形貌随贮存时间的演化。结果表明Zr_(0.7)Hf_(0.3)Co中氦泡平均尺寸比ZrCo更小,随贮存时间的延长,两者均被观察到氦泡的合并与长大。利用氦热释放谱研究贮存时间对氦热释放行为的影响,当贮存时间达到105d时,ZrCo中氦的总释放量和在较低温度下的释放分数均减少;而Zr_(0.7)Hf_(0.3)Co合金在贮存的175d内,较低温度下释放分数逐渐增加,总释放量无明显变化,这表明Zr_(0.7)Hf_(0.3)Co比ZrCo具有更优异的固氦性能。