复合X射线激光研究进展

本文报道最近二年来在上海光机所的六路激光装置和“神光”(LF12)激光装置上进行复合泵浦X射线激光实验所取得的最新进展及其对今后研究工作的设想。 主要结果有: 1)研究了两种不同线聚焦激光辐照硅平面板产生的线状硅等离子体类锂离子的自发发射性能,首次成功地获得了类锂硅、离子5f—3d(8.884nm)跃迁,5d—3p(8.728nm)     

激光辐照双段靶引起的界面电子密度极不均匀分布和强X射线发射

由激光辐照双段靶产生的等离子体特性分析,结果表明,在段靶间隙区域具有很高的电子密度且分布极不均匀,并发射极强的X射线。     

飞秒脉冲激光沉积Si基α轴择优取向的钛酸铋铁电薄膜及Ⅰ-Ⅴ特性研究

采用飞秒脉冲激光沉积系统,在Si(111)衬底上制备了a轴和c轴择优取向的Bi4Ti3O12薄膜．X射线衍射(XRD)表明:室温(20℃)下沉积的Bi4Ti3O12／Si(111)薄膜呈c轴择优取向,晶粒的平均直径为20nm．在500℃沉积的Bi4Ti3O12／Si(111)薄膜呈a轴择优取向．测量了薄膜的电滞回线和Ⅰ-Ⅴ特性曲线,并用分布参数电路研究了Bi4Ti3O12薄膜的,Ⅰ-Ⅴ特性曲线和铁电性的关联性．a轴择优取向Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化强度Pr=15μC／cm2,矫顽力Ec=48kV／cm．     

纳米TiO2薄膜的脉冲激光沉积及其光学特性

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在硅基片上生长了二氧化钛纳米晶氧化物薄膜, 系统讨论了基片温度、氧分压等因素对薄膜结构特性的影响.X射线衍射结果表明在氧气氛下, 生长的薄膜为锐钛矿结构, 其结晶性随着基片温度的升高而增强, 在750℃、5Pa氧压的情况下为完全c轴取向的锐钛矿相TiO₂薄膜, 在750℃、5Pa氩气氛下则为(110)取向的金红石相薄膜. 场发射扫描电子显微镜结果表明薄膜表面致密, 呈纳米晶结构, 其晶粒尺寸在35nm左右.用傅立叶红外光谱和拉曼光谱对不同条件下制备的TiO₂薄膜进行了表征.紫外-可见透射光谱的测试结果表明, 薄膜在可见光区具有良好的透过率, 计算得到制备的锐钛矿和金红石相TiO₂薄膜在550nm处的折射率分别为2.3和2.5, 其光学带隙分别为3.2和3.0eV.因此通过沉积条件的改变可得到结晶性能和光学性能都不同的TiO₂薄膜.     

不同角度激光打靶下的光谱结构研究

通过分析不同角度激光打靶条件下等离子体的辐射特性,发现在相同激光辐照功率密度下,激光垂直辐照等离子体产生铝的LPX强度要比激光斜入射辐照时明显增强,其中类氢离子跃迁线强度增长最为明显。实验结果还表明,激光斜入射辐照时LPX源沿靶面法线方向的尺寸变大,谐线变宽。     

飞秒脉冲激光沉积Si基a轴择优取向的钛酸铋铁电薄膜

在钛酸铋(Bi4Ti3O12)薄膜的制备过程中容易获得晶粒c轴垂直于基片表面的薄膜,而压电和铁电存储器主要利用a轴的自发极化分量,因而制备a轴择优取向的Bi4Ti3O12铁电薄膜具有特别的意义。采用飞秒脉冲激光作用在钛酸铋陶瓷靶上,采用Si(111)作为衬底,制备了a轴择优取向的钛酸铋薄膜。采用X射线衍射(XRD)的薄膜附件和场发射扫描电镜(FSEM)研究了薄膜的结构和形貌;采用傅里叶红外光谱仪测量了室温(20℃)下在石英基片上沉积的样品的光学特性;室温下沉积的钛酸铋薄膜呈c轴择优取向,晶粒的平均大小为20 nm,其光学禁带宽度约为1.0 eV。在500℃沉积的钛酸铋薄膜呈a轴择优取向,晶粒大小在30~300 nm之间,薄膜的剩余极化强度Pr为15μC/cm2,矫顽力Er为48 kV/cm。     

影响接触显微成像分辨率的若干因素分析

分析了影响软X射线接触显微成像分辨率的若干因素,如：记录过程中的辐射损伤,后续放大设备读出引进的误差,以及菲涅尔衍射效应等,并且提出改善分辨纺的一些实用方法。     

(Bi_(0.8)La_(0.2)FeO_3)_(0.8)-(NiFe_2O_4)_(0.2)材料的合成及薄膜多铁性能

研究了Bi0.8La0.2FeO3单相陶瓷的合成,并采用脉冲激光沉积法,在SrTiO3(100)(STO)基底上,以La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)为缓冲层,制备了(Bi0.8La0.2FeO3)0.8-(NiFe2O4)0.2(BLFO-NFO)多铁薄膜。通过X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜确定了BLFO-NFO多铁薄膜的显微结构,通过标准铁电测试系统(RT-66A)和振动样品磁强计(VSM)分别测试了BLFO-NFO多铁薄膜的铁电性能和铁磁性能。研究发现:BLFO-NFO多铁薄膜沿(100)方向外延生长,晶粒为70nm,它具有明显的电滞回线和磁滞回线。     

桌面X射线激光器的两种设计法

采用高功率短脉冲激光器和高电流Ｚ箍缩装置来设计小型Ｘ射线激光器，获得反转的新方法及新的跃迁和靶结构结合，可使激光加热能量减小二个数量级，最近的压缩稳定方法可使人们大为增加对放电Ｘ射线激光器的兴趣。