快重离子在石墨中引起表面及体径迹的STM研究

用多种快重离子辐照高定向石墨（HOPG），借助扫描隧道显微镜（STM）系统地研究了表面及体内缺陷，结果表明，离子在表面及解理面上都形成了小丘状的缺陷，且在表面较容易形成，可以用非连续损伤径迹结构来对其进行解释。     

高能重离子辐照制备碳氮化合物材料研究

室温下,先用100-120 keV的N离子注入类金刚石薄膜和石墨中,注入剂量5×1017至5×1018 cm-2,再用高能Xe、U、C60离子分别辐照注氮后的样品,然后用显微FTIR和Raman、XRD/XPS等手段进行分析表征,研究了实验样品中由辐照引起的新化学键和新相的产生.实验结果显示,高能重离子辐照可在所有样品中产生大量的CN键,高N浓度和大密度能量沉积导致sp3/sp2键比率的增加以及形成α-和β-C3N4必需的N-sp3C键的量的增加.C60离子辐照在注氮石墨样品中引起了ta-C、N=sp2C和N-sp3C键的形成;而高能离子辐照在注氮类金刚石薄膜样品中产生了α-和β-C3N4晶态夹杂物,其尺寸在1.4-3.6 nm之间.     

快重离子在聚合物潜径迹中引起的损伤效应研究

在室温和真空环境下利用不同的快重离子(1.158GeV Fe56、1.755GeV Xe136及2.636GeV U238)对多层堆叠的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸脂(PC)和聚酰亚胺(PI)进行了辐照,结合X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)及紫外可见光谱测量技术,在较宽的电子能损(1.9-19.0 keV·nm-1)和注量范围(1×1010-6×1012 cm-2)研究了离子在不同聚合物潜径迹中引起的损伤过程,观测到了主要官能团的降解、炔基生成、非晶化及紫外吸收边缘的红移等现象随辐照注量及电子能损的变化趋势.通过对损伤过程的定量分析,应用径迹饱和模型假设,分别给出了Fe、Xe和U离子在不同电子能损下辐照PC时的平均非晶化径迹半径和炔基形成半径,并用热峰模型对实验结果进行了检验.     

高能氩离子在钇铁石榴石中引起的非晶化研究

用倾斜样品Ｘ射线学和饱和磁化强度测量，研究了９６０ＭｅＶ氩离子在多晶钇铁石榴（ＹＩＧ）Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２中引起的非晶化过程。分析结果表明，９６０Ｍｅ氩离子辐照引起ＹＩＧ晶态→非昌态转变是一个逐渐的过程，在这个过程中电子能损起主导作用但也需要一定的辐照剂量。     

高能氩离子在钇铁柘榴石中引起的非晶化研究(英文)

用倾斜样品X-射线衍射学(STD)和饱和磁化强度测量,研究了960MeV氩离子低温(195K)辐照多晶钇铁柘榴石Y_3Fe_5O_(12)(YIG)所引起的非晶化过程。分析结果表明,960MeV氩离子引起YIG晶态→非晶态转变是一个逐步的过程,在这个过程中电子能损起主导作用,但也需要一定的辐照剂量。并在辐照剂量0≥1×10~(14)Ar/cm~2时,在电子能损S_e=8.3MeV处,首次观察到了几乎完全的非晶态。     

Ar离子辐照PET膜引起的表面结构和组分变化研究

用35MeV/u的Ar离子室温下辐照多层堆叠的半晶质的聚酯（PET）膜,采用X射线衍射技术和X射线光电子谱仪分析研究了辐照引起的表面结构和组分的变化。结果表明：Ar离子辐照PET膜引起了明显的非晶化转变和化学键断裂、断裂主要发生在甲氧基和羰基功能团上,并使这两个功能团中的C和O的比分相对减少。非晶化效应和化学键断裂同时依赖于离子的照射剂量和离子在样品表面的电子能量损失、剂量越高,表面电子能量损失越大,效应就明显。同时定性地讨论了结果。     

高能氩离子在钇铁柘榴石中引起的非晶化研究

用倾斜样品X-射线衍射学(STD)和饱和磁化强度测量,研究了960MeV氩离子低温(195K)辐照多晶钇铁柘榴石Y_3Fe_5O_(12)(YIG)所引起的非晶化过程。分析结果表明,960MeV氩离子引起YIG晶态→非晶态转变是一个逐步的过程,在这个过程中电子能损起主     

1.23 GeV Fe离子在C60薄膜中形成潜径迹的Raman谱分析

用能量为1.23GeV的快Fe离子辐照了多层堆叠的C60薄膜。用Raman散射技术分析了快Fe离子在C60薄膜中由强电子激发引起的效应，主要包括辐照引起C60分子的聚合及其高温、高压相（HTHP）的形成，和在高电子能损下C60晶体点阵位置上的C60分子向非晶碳的转变。由此演绎出了快Fe离子在C60薄膜中的损伤截面或潜径迹截面σ和潜径迹的半径心，及其随沉积在电子系统中的能量密度的变化而变化的规律。     

高能铁离子辐照单晶氧化铝产生的色心研究

室温下利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱技术对1.157GeV的56Fe离子注入辐照的单晶三氧化二铝(α-Al2O3)进行了测量分析,研究了辐照产生的阴离子空位的形成和演化规律.测量结果显示,高能Fe离子辐照产生了多种阴离子空位型缺陷,其中包括F、F 、F2 、F22 和F2心.随入射离子剂量的增加,各类缺陷的数量逐渐增大,并在高剂量时趋于饱和,但各类缺陷间的相对数量存在一定的比例,不随剂量的增加而有明显变化.用单离子饱和损伤模型对实验结果进行了拟合,获得各类色心的产生截面在40-90 nm2之间.与TRIM程序计算结果比较后发现,室温下辐照时阴离子单空位的产生速率约是由核能损过程在低温下产生缺陷速率的一半.     

高能重离子辐照制备SiOC复合材料的研究

用120 kev碳离子注入非晶SiO2薄膜,再用高能Xe、Pb和U离子辐照.注碳剂量范围为2.0×1017-8.6×1017 cm-2,高能离子辐照剂量1.0×1010-3.8×1012 cm-2.辐照后的样品用傅里叶变换红外光谱仪进行系统分析.实验结果显示,高能离子辐照在注碳非晶SiO2薄膜中形成了大量的Si-O-C键和Si-C键.这些Si-O-C结构具有环链、开链和笼链等多种结构形式.随电子能损、辐照剂量或者沉积能量密度的增加,SiOC结构由类笼向环/开链结构演化.对高能重离子驱动产生SiOC结构的机理进行了简单的讨论.