α-Si_(1-x)C_x∶H薄膜材料的弹性反冲探测分析

介绍在中国原子能科学研究院HI 13串列加速器上,对α Si1-xCx∶H薄膜样品进行弹性反冲探测分析的方法和结果.用该加速器提供的高品质127I束流轰击α Si1-xCx∶H薄膜材料样品,用ΔE(gas) E(PSD)望远镜探测器,在前角区(30°角)测量从该样品中反冲的各元素的能谱.然后用离子束分析(IBA)程序SIMNRA对能谱进行拟合,得到样品中H,C和Si的比分及深度分布.

弹性反冲探测技术在材料分析中的应用

利用HI 13串列加速器提供的高品质的127I束,采用弹性反冲探测技术对材料表面成分和杂质的深度分布进行了分析。用ΔE E望远镜探测器同时分析靶材料中从氢至中重的所有元素,其深度分辨为20～30nm。用Q3D磁谱仪及其焦面探测器的高分辨动量分析,得到了纳米量级的深度分辨,此方法具有对纳米厚度的多层薄膜材料进行测试的能力。

空间带电粒子谱仪性能测试及能量刻度

采用金硅面垒探测器及CsI(Tl)探测器设计制作了一套△E-E型探测空间粒子的望远镜系统,利用α粒子、质子、氧离子、铁离子4种粒子对该望远镜系统和电子学系统进行性能测试和能量刻度。电子学的增益系统分为三挡,分别为1.0、1/3和1/12.75。实验结果表明:对于α粒子,采用1/3挡,在△E_1和△E_2探测器中每道能量分别是H_1=0.107 MeV和H_2=0.123 MeV。对质子能量的刻度,采用1挡,每道能量H值为0.016 7 MeV,这个H值几乎不随能量变化,在CsI探测器中,每道能量H为1.047 MeV。对氧离子的能量刻度采用1/12.75的挡别,刻度出每道能量是1.11 MeV。在探测器中,沉积能量高于50 MeV,电子学系统进入饱和状态。对铁离子的标定结果与氧离子的结果相同。

Si-Csl(TI)望远镜探测系统用于大动态范围空间重离子鉴别与测量的研究

太阳极轨射电望远镜(SPORT)是一颗从事太阳活动研究的卫星。重离子探测仪是其中的高能粒子探测仪的关键组成部分。鉴于重离子探测仪对多种类离子(2≤Z≤26)的鉴别和大范围能段(8～300 Me V/u)的测量需求,中国科学院近代物理研究所设计并研制了一套Si-Cs I(Tl)望远镜探测系统样机,这套望远镜系统由1个Si探测器、1个入射面为正六边形的CsI(Tl)晶体及其专用电子学系统构成。利用兰州重离子加速器冷却储存环系统(HIRFL-CSR)提供的高品质束流对这套望远镜探测系统样机进行了在束测试,完成了种类为2≤Z≤18的重离子直接测量与鉴别,利用直接测量的重离子,进行外推得到,最高测量要求的300MeV/u Fe离子也在设计要求的范围内。实验结果显示这套望远镜探测器样机满足空间中对大范围能段重离子探测的设计需求,该套方案为SPORT计划中的重离子探测仪的设计及建造奠定了很好的技术基础。