衬底温度对蒸汽辅助沉积法制备钙钛矿薄膜微观结构的影响

通过调控薄膜生长衬底温度,提出了一种改良的蒸汽辅助沉积法制备有机-无机混合钙钛矿薄膜,可以更为可控优化薄膜生长条件。用同步辐射掠入射X射线衍射(Grazing Incidence X-ray Diffraction,GIXRD)结合扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、紫外可见吸收谱(UV-Visible Absorption Spectrum)等表征方法证明衬底温度对制备的钙钛矿薄膜质量具有重要的作用:较低的衬底温度(约70?C)有助于钙钛矿晶粒的形成,其结晶性、晶面择优生长取向均较好,同时具有较高的光吸收性能;当衬底温度升高时(100?C、125?C),所制备的钙钛矿薄膜结晶性变弱,晶体择优生长取向明显变差,光吸收性能随之下降。研究结果有助于进一步优化蒸汽辅助沉积法制备钙钛矿薄膜工艺。     

双吡咯烷酮为核的联噻吩衍生物SMDPPEH薄膜热退火过程中微结构变化的实时表征

用旋涂法制备了双吡咯烷酮为核的联噻吩衍生物(Diketopyrrolopyrrole-containing Oligothiophene,SMDPPEH)薄膜,并采用紫外-吸收光谱和掠入射X射线衍射方法研究了热退火过程中的微结构变化。原位热退火的紫外-吸收光谱结果表明,100?C及以上时,第二个和第三个最大吸收峰发生蓝移。掠入射X射线衍射结果表明SMDPPEH薄膜在100?C左右退火时有相变产生,并且随退火温度升高,薄膜的结晶度在增大。相应处理后的SMDPPEH薄膜的紫外-吸收光谱和掠入射X射线衍射证明了SMDPPEH薄膜这个相变保留到了降温后的薄膜中。     

蒙特卡罗方法模拟放射源位置对井型NaI(Tl)晶体探测效率的影响

利用Geant4数值计算程序,对放射源137Cs和60Co发射的单能γ射线(0.662 MeV和1.331MeV)经过井型NaI(Tl)晶体探测器后的能谱进行了蒙特卡罗模拟,并通过改变放射源在井型NaI(Tl)晶体中的位置对探测效率的影响做了进一步的研究。计算结果表明:对比常用的圆柱形NaI(Tl)闪烁探测器,由于井型NaI(Tl)晶体对放射源所张立体角很大,所以其对γ射线的源峰探测效率更高,并随着放射源在井内高度的增加而逐渐减小;在固定了放射源在晶体井下深度的情况下,放射源位置在水平面内的变化对源峰探测效率的影响并不大。     

多层介质/金属紫外滤光膜系的辐照损伤特性

利用电子束蒸发方法制备用于BaF₂晶体慢成分滤光的多层介质/金属紫外滤光膜系。在γ射线、中子和激光辐照环境中研究薄膜的损伤特性。结果表明：薄膜对γ射线和中子具有优良的耐辐照特性；在激光辐照环境中，薄膜的激光损伤阈值受多层薄膜中金属层的影响，激光入射时，最先辐照到的金属层的厚度决定了多层薄膜的耐激光辐照损伤特性。     

双酚A型聚砜X射线致发降解的X射线光电子能谱研究

利用X射线光电子能谱(XPS)研究了双酚A型聚砜薄膜在超高真空下X射线辐照所引起的表面化学组成变化。结果表明:(1)聚砜在X射线辐照下,部分砜基团变成了硫化物。(2)硫化物的生成量取决于辐照时间。(3)在XPS的取样深度里,同一辐照时间下,X射线致发降解的程度基本上是均匀的。     

CSR外靶实验终端中CsI(T1)晶体的测试

为测量重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的外靶实验终端上不同能量的γ射线,一种用于探测γ射线的高能量分辨的探测装置正在中国科学院近代物理研究所建设,该探测器由中国科学院近代物理研究所自行生长的铊激活的碘化铯CsI(T1)晶体组成.与日本Hamamatsu公司生产的S8664-1010型雪崩光二极管(APD)耦合,测试其光输出的非均匀性和能量分辨,从测试结果给出了所需CsI(T1)晶体合格的标准.目前已完成该γ探测球计划的六分之一,所提供的晶体合格率达94%以上.     

MOCVD制备的氮化铪薄膜结构特性研究

以热氧化的p型硅(SiO2/Si)为衬底,运用金属有机化学气相淀积(MOCVD)技术以铪基金属有机源和高纯氨为反应气体在其上淀积HfNx薄膜样品。薄膜结构信息用RBS技术、XRD技术及X射线反射率(XRR)计等来表征。实验结果表明,HfNx薄膜中N与Hf原子组分比为1.15;薄膜为多晶薄膜且沿(111)方向择优生长;薄膜表面平整,与衬底界面粗糙度小。     

非晶Fe-Zr-B薄膜穆斯堡尔谱学研究

用X射线衍射分析、X射线光电子能谱(XPS)和穆斯堡尔谱学研究了直流磁控溅射法制备的Fe-Zr-B薄膜。X射线衍射分析结果表明制备态的薄膜是非晶的;X射线光电子能谱(XPS)结果表明样品表面氧化较明显,深层部分Fe, Zr, B结合占主导地位;穆斯堡尔谱学结果表明薄膜中Fe原子周围Zr、B原子的存在使Fe原子核内场值有所下降并导致超精细场分布P(H)出现双峰结构,薄膜中存在两种不同的局域微结构。     

航空数γ能谱测量系统的研制

航空数字化γ能谱测量系统以NaI(T1)晶体(10 inm×10 minx40 mm)和光电倍增管构成的闪烁计数器为丫射线探测器,采用4条下测晶体和1条上测晶体组合成航空γ能谱测量系统的探头,设计了温度传感器、电流反馈型前置放大器和低纹波高压供电电路,实现了γ光子与核信号的转换;采用Y/U双通道数控增益放大器、双回路自...     

非真空坩埚下降法生长CsI(Tl)晶体的闪烁性能

研究了用非真空铂坩埚下降法生长的CsI(Tl)晶体的在紫外和γ射线激发下的光致发光和光衰减特征,探索了CsI(Tl)晶体的发光强度和发光不均匀性与Tl离子含量和分布之间的关系以及改善晶体发光均匀性的措施.并对CsI(Tl)晶体在γ射线辐照下光输出随积分时间和辐照剂量的变化做了分析和讨论.实验表明,用这种方法所生长的CsI(Tl)晶体的发射波长、衰减时间和辐照硬度与其他方法生长的同类晶体相同.     

La0.7Ca0.3MnO3薄膜的掠入射X射线衍射研究

利用90°离轴射频磁控溅射方法将Lao.7Ca0.3MnO3(LCMO)沉积于(001)取向的SrTiO3(STO)、MgO和α-Al2O3(ALO)单晶基片上,薄膜厚度均为500 A.通过掠入射X射线衍射技术测量了LCMO薄膜的横向晶格常数(即面内晶格常数),结合常规X射线衍射研究了LCMO薄膜的晶格应变及其弛豫情况.结果表明,LCMO薄膜在MgO和ALO基片上的应变弛豫临界厚度很小,这可能与薄膜-基片之间高的晶格失配率有关.LCMO薄膜的应变弛豫与四方畸变的弛豫可能具有不同的机制.利用掠入射X射线衍射对LCMO薄膜面内生长取向的研究给出了与利用电子显微技术研究相同的结果.     

硅PIN光电二极管探测系统的研究

本文主要研究了基于PIN光电二极管与CsI(T1)晶体的γ射线辐射探测器,给出了电流放大型和电压放大型的原理图以及制板图,并对其性能做了简单分析.     

LaBr_3:Ce(5%)闪烁探测器的MC研究

近年来一种采用LaBr3:Ce晶体的闪烁探测器被研发出来,这种新型探测器比NaI(Tl)探测器具有更高的能量分辨率,在662 keV大约为3%。利用蒙特卡罗通用程序MCNP4C分别模拟计算了LaBr3:Ce晶体和NaI(Tl)晶体的γ能谱,模拟能谱与相应的实验测量能谱符合很好。研究还发现晶体尺寸大小对能量分辨率没有影响,能量分辨率不随晶体体积的增加而提高。同样晶体尺寸下通过模拟探测不同入射能量γ射线的峰总比R(E)计算值与NaI(Tl)晶体的模拟值和实验值比较发现,LaBr3:Ce晶体对中高能量γ射线的探测效率较高,而在较低能量时探测效率低于NaI(Tl)晶体。     

SR-XRD和EXAFS研究Mn掺杂ZnO薄膜的微观结构

用射频磁控溅射技术在蓝宝石衬底上制备了一组不同衬底温度的Mn掺杂ZnO薄膜。质子激发X射线荧光(PIXE)测量表明,薄膜中仅有含量为5 at.%的Mn,未见其它磁性杂质元素(如Fe、Co、Ni等)。同步辐射X射线衍射(SR-XRD)表明,这些Mn掺杂ZnO薄膜具有纤锌矿ZnO结构。SR-XRD和扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)分析显示,薄膜中未发现Mn团簇或MnO、MnO2、Mn2O3、Mn3O4等二次相,Mn原子是通过替代Zn原子而进入了ZnO晶格。     

薄膜锗靶等离子体参量诊断的实验研究

描述了对双脉冲辐照薄膜锗靶形成的等离子体参量诊断的实验研究。使用平晶谱仪和时间分辨 X 射线晶体谱仪诊断等离子体参量,给出了等离子体的电子密度、电子温度及其时间演变过程。实验结果表明:双脉冲打靶比单脉冲打靶电子温度有较大幅度提高。诊断结果为双脉冲驱动薄膜靶高增益 X 射线激光实验选择最佳的实验条件提供了实验依据。     

薄膜锗靶等离子体参量诊断的实验研究

描述了对双脉冲辐照薄膜锗靶形成的等离子体参量诊断的实验研究。使用平晶谱仪和时间分辨X射线晶体谱仪诊断等离子体参量,给出了等离子体的电子密度、电子温度及其时间演变过程。实验结果表明:双脉冲打靶比单脉冲打靶电子温度有较大幅度提高。诊断结果为双脉冲驱动薄膜靶高增益X射线激光实验选择最佳的实验条件提供了实验依据。     

~(57)Fe共振过滤γ射线的时间相依性和穆斯堡尔谱

~(57)Fe 14.4keVγ射线的衰变几率在这个态形成后,随时间指数衰减。1960年R.E.Holland观察到当与14.4keV入射γ射线共振的~(57)Fe薄膜用作过滤片(即吸收体)时,由符合测量技术测得的γ射线数目偏离指数型。随后M.Hamermesh和S.Harris分别用经典力学和量子力学的方法推导出理论曲线,经过厚度修正,使理论和实验曲线符合较好。     

NaI(T1)晶体端窗厚度的实验测定

在计算NaI(Tl)晶体的效率时,多是只考虑NaI(Tl)晶体本身而忽略包装外壳的影响。但在实验测定NaI(Tl)晶体的效率时,晶体端窗对γ射线的吸收往往又不可忽略,特别是在低能区,这种吸收尤为重要。如果准确知道晶体包装皮厚和氧化镁层厚度,则对γ射线的吸收校正是容易的。但是,一般生产晶体的厂家并不给出数据,即使给出,也不能代表晶体的实际皮厚。因此,用实验方法测定NaI(Tl)晶体端窗厚度是必要的。     

中频磁控溅射制备GaN薄膜

采用中频磁控溅射技术,以金属Ga为靶材料,在si(111)衬底上形成了GaN薄膜,研究了溅射压强、衬底温度等对GaN薄膜结构和成分的影响.发现沉积气压为0.4～1.0 Pa时,薄膜呈GaN(002)取向,气压大于1.0 Pa和小于0.4 Pa时,用X射线衍射方法难以观察到GaN(002)的衍射峰.X射线能谱分析表明在最佳实验条件下制备的GaN薄膜的元素比Ga∶N为1∶1.     

ZnO/α-Al_2O_3界面结构的掠入射X射线衍射研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,以α-Al2O3(001)为衬底,在不同衬底温度下制备ZnO薄膜.利用X射线衍射(XRD)和同步辐射掠入射x射线衍射(GID)研究了薄膜的结晶性能和薄膜与衬底的界面结构.实验结果表明,在衬底温度较低(450℃)时,ZnO薄膜主要受衬底拉应力的作用,使界面处a方向的晶格常数增大;而在衬底温度较高(750℃)时,ZnO薄膜主要受衬底压应力的作用,使界面处a方向的晶格常数减小;在优化的衬底温度(650℃)下,ZnO薄膜受到的衬底应力较小,结晶性最好.且ZnO薄膜垂直方向的晶格排列要比面内的晶格排列更有序.