用于等电子谱线法诊断电子温度的Mg/Si混合膜制备工艺研究

进行了在单靶头磁控溅射装置上采用复合靶溅射制备Mg/Si混合膜的工艺研究，制备出了不同组分的Mg/Si混合膜，并利用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、透射电镜（TEM）等测试手段，对混合膜的结构进行了初步分析。分析结果表明：Mg/Si混合膜中的镁以单取向多晶形式存在，硅以非晶形式弥散在镁的晶粒之间。     

低能Ar离子束辅助沉积Ag(111)薄膜

采用低能Ar离子束辅助沉积方法,在Mo/Si(100)基底上制备Ag膜。实验发现,用Ar离子束溅射沉积的Ag膜呈(111)择优取向。若在溅射沉积Ag膜的同时,用能量为500eV的Ar离子束沿衬底法线方向对Ag膜进行辅助轰击,当离子/原子到达比为0.06时,Ag膜呈(111)择优取向;当离子/原子到达比增大到0.18时,Ag膜呈(111)和(100)混合晶向。若Ar离子的入射角为35.26°,离子/原子到达比为0.06时,Ag膜呈(111)择优取向;当离子/原子比增大到0.18时,Ag膜呈(111)和微弱的(100)混合晶向。若Ar离子的入射角为54.7°,离子/原子到达比为0.06时,沉积的Ag膜呈很强的(111)择优取向。     

单晶硅表面钝化层在低能电子辐照前后的SIMS和XPS分析

为了研究低能电子辐照对单晶硅器件表面钝化材料中产生的化学微结构的变化,在轻掺杂P型单晶硅基底上制作了三种表面钝化膜,分别是单一SiO₂钝化膜、SiO₂/Si₃N₄复合钝化膜、硼硅玻璃/Si₃N₄复合钝化膜,开展了表面钝化单晶硅在最大能量70 keV的加速器电子束下的辐照实验。样品在空气气氛下辐照6 h,用二次离子质谱(SIMS)测试了辐照前后三种表面钝化膜中Si、N、B的纵深变化,同时用Ar离子刻蚀X射线表面光电子能谱(XPS)对Si元素的化学结合状态进行测试分析。结果表明:对单一SiO₂钝化的轻掺杂P型材料,辐照在SiO₂/Si界面产生明显的材料结构变化,界面附近的SiO₂不再是完整化学计量比,而是SiO_x(x<2);对SiO₂/Si₃N₄复合钝化的轻掺杂P型材料,辐照对SiO₂     

核辐射探测器金刚石膜制备技术研究

根据核辐射探测器的要求,研究了不同处理方式下的基片对金刚石膜质量的影响以及气源中不同甲烷浓度对金刚石膜质量的影响。采用微波等离子体化学气相沉积法在Si(100)基片上制备出了金刚石薄膜,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射和激光Raman光谱分别对金刚石膜的表面及截面形貌、晶体取向和纯度进行分析。实验结果表明:用金刚石粉研磨基片有利于金刚石膜沉积;甲烷浓度过高或过低都不利于制备高质量的金刚石膜;当CH4/H2为1.4/400时制备的金刚石薄膜(111)晶面择优取向最好。根据研究所获得的对金刚石薄膜质量影响规律,制备了达到辐射探测器质量要求的金刚石膜。     

离子束辅助沉积制备TiN/Si3N4纳米超硬膜的工艺研究

采用离子束辅助沉积法(Ion beam assisted deposition,IBAD)在单晶硅片上进行沉积制备了TiN/Si3N4纳米复合超硬薄膜;研究了辅助束流、轰击能量和Ti:Si靶面积比等工艺参数对TiN/Si3N4超硬纳米复合薄膜性能的影响.此外采用纳米硬度计、光电子能谱(X-ray photoelectron spectrum,XPS)和x射线衍射分析(X-raydiffraction,XRD)方法研究了纳米复合薄膜的性能、成分与组织结构;采用原子力显微镜(Atomic forcemicroscopy,AFM)分析了薄膜的表面形貌,并初步探讨了TiN/Si3N4纳米复合超硬薄膜的生长机理.     

纤蛇纹石的穆斯堡尔谱研究

纤蛇纹石是重要的工业矿物。属层状硅酸盐矿物,结构式为Mg_6[Si_4O_(10)](OH)_6.对我国四个矿区的五个样品室温穆斯堡尔谱分析发现,这些谱应当分解为三对双峰,Fe~(2 )只占据八面体(Mg)位置,而Fe~(3 )可同时占据八面体(Mg)位置和四面体(Si)位置。第一对双峰I.S.为0.304～0.460,Q.S.为0.487～1.056mm/s,应分配给八面体(Mg)位的Fe~(3 );第二对双峰I.S.为0.262～0.296,Q.S.为0.232～0.547mm/s,应分配给四面体(Si)位的Fe~(3 );第三对双峰I.S.为1.077～1.136,Q.S.为2.697～2.790mm/s,应分配给八面体(Mg)位的Fe~(2 ).     

衬底材料及基底温度对Sc膜形貌、结构的影响

在不同基底温度下,用电子束蒸镀法在未抛光Mo、抛光Mo及Si〈111〉基片上制备了Sc膜,并用XRD、SEM及AFM对薄膜的微观结构和表面形貌进行了分析测试。结果表明：衬底材料、基底温度对Sc膜结构、形貌的影响极大。物相结构相同的Mo基底,抛光Mo上的Sc膜表面较平整,倾向于混合生长;而粗糙Mo基底上Sc膜凸凹不平,为岛状生长。提高基底温度有利于抛光Mo基底上Sc膜的(002)方向择优生长,但高温时会导致Si基底上膜表面的物相由单质Sc变为ScSi化合物,作为吸氢材料,ScSi化合物的形成不利于吸氢,应尽量避免其生成。     

简易Si(Au)半导体电子谱仪

金硅面垒半导体探测器Si(Au)及漂移型半导体探测器Si(Li)用于测量电子谱已有十几年的历史。F.M.Bernthal等曾利用半导体谱仪成功地测量了短寿命核素~(176)Ta的83个跃迁的电子谱。近年来,采用半导体探测器与一个小型磁谱仪相结合,同时实行能量和动量的选择,成功地实现了在束内转换系数的测量,这是目前在束能谱确定核态特性的重要方法之一。与Si(Li)相比,Si(Au)面垒探测器用于电子谱的测量有很多优点,它制备时间短、比较便宜、较易制薄窗、不易受辐射损伤,可在室温下保存。它的主要缺点是:需要高纯Si材料才能获得较大的灵敏厚度。面垒型探测器直至七十年代中期才获得1.9～3.5kev的     

低能Ar离子束辅助沉积Cu、Ag、Pt薄膜

采用低能Ar离子束辅助沉积方法,在Mo/Si(100)衬底上分别沉积Cu、Ag、Pt薄膜.实验发现,若辅助轰击的Ar离子束沿衬底法线方向入射,当离子/原子到达比为0.2时,沉积的Cu膜呈(111)晶向,而Ag、Pt膜均呈(111)和(100)混合晶向.当辅助轰击的Ar离子束偏离衬底法线方向45°入射时,沉积的Cu、Ag、Pt膜均呈(111)择优取向.采用Monte Carlo方法模拟能量为500 eV的Ar离子入射单晶Ag所引起的原子级联碰撞过程,分别算得Ar离子入射单晶Ag(100)面、(111)面时,Ar离子的溅射率与入射角和方位角的关系.对离子注入的沟道效应和薄膜表面的自由能对薄膜择优取向的影响作了初步的探讨和分析.     

硼酸盐晶须增强聚乙烯复合材料及其热中子屏蔽性能研究

以硼酸镁(Mg2B2O5)和硼酸铝(Al4B2O9)晶须作为中子吸收体与高密度聚乙烯(HDPE)复合,制备了硼酸盐晶须/HDPE复合材料。讨论了影响材料力学性能及屏蔽性能的因素,并与常用的碳化硼(B4C)屏蔽材料进行了对比。实验结果表明:3种复合材料对热中子的屏蔽效果为B4CMg2B2O5Al4B2O9,复合材料对热中子的屏蔽率均随吸收体含量和材料厚度的增加而增大,当硼酸镁晶须/HDPE复合材料的厚度为15.76mm时,材料对热中子的屏蔽率可达86.58%。晶须/HDPE复合材料的拉伸强度随晶须含量的增加而增大,当硼酸镁晶须的含量为9.1%时,复合材料的拉伸强度可达24.39 MPa,和碳化硼/HDPE复合材料相比,硼酸盐晶须更能增强HDPE基屏蔽材料的力学性能。     

Na_2O-CaO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O系胶凝材料水化物对锶离子的吸附性研究

在35℃恒温水化反应90天条件下,制备了Na2O-CaO-Al2O3-SiO2-H2O系胶凝材料体系水化物,用X射线衍射法(XRD)对水化物进行了表征;用静态吸附法研究了该胶凝材料的化学组成,即(Ca+Na)-(Si+Al)摩尔比C(Ca+Na)/(Si+Al)、Al-Si摩尔比CAl/Si对Sr吸附性能的影响。结果表明,在实验条件下,制备的水化物主要是结晶程度差的C-S-H凝胶;当有Al存在时,生成少量的水化钙铝黄长石。当水化物中C(Ca+Na)/(Si+Al)=0.8时,吸附性能最佳;CAl/Si增大,吸附量增加。当C(Ca+Na)/(Si+Al)=0.8,CAl/Si=0.6时,水化物对Sr2+72h的吸附量可达0.0922mmol.g-1。     

Mo/Si/C多层膜退火后的同步辐射研究

通过对Mo/Si周期多层膜添加碳(C)层、进行高温退火处理,研究了Mo/Si/C多层膜进行热处理后在同步辐照条件下对薄膜相关物理特性的影响。发现Mo/Si周期性多层膜增加C层后不影响薄膜的反射特性,退火前45°入射角92 eV处反射率高达42％;热稳定性也有所提高,在600℃高温退火后仍能保持6.8％(97 eV处)的反射率。同时,由于非晶C在高温条件下的扩散导致薄膜结构发生变化,观测到薄膜的小角衍射曲线中出现并临的双衍射峰结构。     

铀表面电弧离子镀Ti基薄膜耐蚀性能与机理研究

利用电弧离子镀技术在铀表面制备了TiN单层膜、梯度膜和Ti/TiN多层薄膜,并进行了Cl-腐蚀和极化实验.结果表明:性能最好的-800 V脉冲偏压下,样品在50 μg/g Cl-溶液中,Ecorr升高了～714 mV,Icorr降低了～2个数量级.单层膜、梯度膜为贯穿基体的缺陷失效,抗腐蚀性能差;而多层膜提高抗腐蚀性能源于层状失效,腐蚀介质到达基体更加困难,抗腐蚀性能优良.     

模拟高放玻璃固化体在低氧地下水中的长期蚀变行为研究

高放废物玻璃固化体的长期蚀变行为对深地质处置场的安全评价非常重要。玻璃蚀变在正常条件下发展缓慢,为了能够预测玻璃的长期蚀变行为,本研究采用了150℃下,玻璃体表面积与浸泡溶液体积比(S/V)为6 000 m-1的粉末静态浸泡法(PCT法)来加快腐蚀进度,用扫描电子显微镜-X射线能谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了固体样品表面形貌和二次矿物相,用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)分析了浸出液中的元素含量。结果表明,模拟高放废物玻璃体在遭受苦咸地下水长期浸泡的后果是表面生成蜂窝状富Mg和Fe的页硅酸盐和铝硅酸盐矿相,这些二次矿相主要是绿脱石[Na0.3Fe2Si4O1(0OH)2.4H2O]、蒙脱石[Ca0.(2Al,Mg)2Si4O1(0OH)2.4H2O]、发光沸石([Na2,K2,Ca)Al2Si10O24.7H2O]和斜发沸石([Na,K,Ca)5Al6Si30O7.218H2O]等矿物。玻璃的溶解进一步加深后,B和Na会以硼砂形式浸出。页硅酸盐矿物的形成会加快玻璃的溶解速度,重新恢复的最大速率要比之前稳定的速率高出约4倍。     

动态离子束混合技术制备氧化铬薄膜的X射线光电子能谱与俄歇电子能谱研究

本文介绍的动态离子束混合技术制备氧化铬薄膜系在不锈钢基体上进行1keV氩离子束溅射沉积铬(同时通入一定量的O),并用100 keV的氩离子束或氧离子束轰击该样品.对两种离子束轰击形成的氧化铬薄膜进行了X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)和俄歇电子能谱(Auger electron spectroscopy,AES)的分析研究.发现Ar 离子束制备的氧化铬薄膜主要是Cr2O3化合物,而O 离子束制备的氧化铬薄膜含有其它价态的铬氧化物.Ar 离子束制备氧化铬薄膜的污染碳少于O 离子束制备.与O 离子束制备相比较,相同能量的Ar 离子束轰击更有利于提高沉积的Cr原子与周围O2的反应性;Ar 离子束制备的氧化铬薄膜过渡层的厚1/3左右,较厚的过渡层显示了制备的薄膜具有较好的附着力.     

中国核动力院U-Mo合金燃料研究现状及进展

目前,U-Mo合金燃料是研究试验堆新一代燃料的研究重点.文章介绍U-Mo合金燃料在中国核动力研究设计院(NPIC)的研究现状和进展.NPIC于2006年正式开始研制U-Mo合金弥散燃料元件,几年间开展的研究工作主要有:U-Mo合金熔炼,γ相U-Mo合金粉末制备,(U-Mo)-(Al-Si)弥散燃料板制造工艺研究,U-Mo合金与基体材料、包壳材料和阻挡材料诸如Al、Nb、Zr、Mg等的相容性研究,Si添加到Al基体中对U-Mo/Al反应的影响以及U-Mo合金燃料成分分析及无损检测方法研究等.目前,NPIC已制备出基本满足要求的(U-Mo)-Al弥散燃料板,并计划于2010年前掌握满足技术要求的改进型(U-Mo)-Al弥散燃料板的制造技术.     

紫外辐射对磷脂和脂质体的过氧化损伤及胆固醇对过氧化损伤的保护作用

以卵磷脂(L-α-phosphatidylcholine)和以卵磷脂制备的单层脂质体为材料,研究紫外线引发磷脂和脂质体膜的过氧化反应以及胆固醇对过氧化反应的保护作用.用20μmol的L-α-phosphatidylcholine和胆固醇按一定的摩尔比混合制备的磷脂溶液和脂质体,经过紫外线照射后,用硫代巴比妥酸(Thiobarbituric acid,TBA)法检测接受照射的样品中过氧化产物的量.结果表明,磷脂和脂质体过氧化程度随紫外线照射量增加,且由卵磷脂制备的单层脂质体对辐射的敏感性明显强于磷脂.含胆固醇的脂质体的过氧化程度明显低于不含胆固醇,而胆固醇对磷脂无明显保护作用.磷脂和脂质体的过氧化程度与其浓度和照射量都相关,而胆固醇只对脂质体有保护作用.     

电离辐射下双界面Si3N4/SiO2/Si的等离激元

用X光激发电子能谱(XPS)分析技术对Si3N4/SiO2/Si双界面系统经60Co电离辐照前后处于纯Si态的一级等离激元(定位于B.E. 116.95 eV)、处于SiO2态的一级等离激元(定位于B.E. 122.0 eV)和处于Si3N4态的一级等离激元(定位于B.E. 127.0 eV)进行了研究.实验结果显示:存在一个由Si3N4态等离激元和SiO2态等离激元构成的界面及由SiO2态等离激元和Si态等离激元构成的界面,在电离辐射的作用下,SiO2态-Si3N4态等离激元界面区中心向Si3N4态表面方向推移,同时SiO2态/Si3N4态等离激元界面区亦被展宽;电离辐照相当程度地减少位于SiO2态-Si态界面至Si衬底之间SiO2态的一级等离激元的浓度:同时偏置电场对SiO2/Si界面等离激元有显著作用.文中就实验现象以光电子能损进行了机制分析.     

同步辐射X射线衍射研究短链DNA/磷脂多层膜的结构

应用同步辐射低角X射线衍射研究由短链DNA/磷脂在固体表面形成的复合多层膜结构.将DNA/磷脂混合溶液(DOTAP/DOPC混合磷脂,其中Φ_(DOTAP)定义为DOTAP在混合磷脂中的质量百分比)浇铸在经过亲水处理的表面上,在溶剂蒸发过程中自组装形成高度有序的多层膜结构.按DNA骨架上所带负电荷的数目与DOTAP所带正电荷数目相等的比例制备一系列具有不同Φ_(DOTAP)值的样品.实验结果表明,随着DNA含量的增加,多层膜先后出现DNA贫瘠相和DNA富集相.在DNA贫瘠相中,DNA分子被包埋在磷脂分子的亲水头中;而在DNA富集相中,DNA分子紧密排列在磷脂的亲水头层间.并且详细分析了DNA/磷脂多层膜出现DNA贫瘠相和DNA富集相以及产生相变的原因.     

偏压对铀表面多弧离子镀Ti/TiN多层膜的结构及抗腐蚀性能影响研究

在不同偏压下,利用多弧离子镀技术在U和Si基体上制备了Ti/TiN多层薄膜。利用X射线衍射仪和扫描电镜对多层膜的组织结构和薄膜界面形貌进行了分析。研究表明：脉冲偏压不但影响多层膜物相各衍射峰的强度,还诱导新相Ti₂N的出现。制备的多层膜呈“犬牙”交错的层状、柱状结构生长。随脉冲偏压的增加,柱状晶结构细化,薄膜变得更加致密。通过50μg/gCl^－溶液腐蚀研究表明：Ti/TiN多层膜提高抗腐蚀性能源于层状失效,使得腐蚀介质到达基体更加困难,抗腐蚀性能优良。