高灵敏度低能离子散射谱在多相催化研究中的应用

多相催化反应大多在催化剂表层发生,研究催化剂的表面组成、结构、化学态和催化性能之间的关系对于设计、优化工业催化剂具有重要意义.高灵敏度低能离子散射谱(HS-LEIS)既可测定样品(包括粉末及块状样品、导体和半导体等)最外原子层的元素组成和相对含量,又可推断催化剂的表面结构,因此被广泛应用于各类催化反应研究中.本文介绍了HS-LEIS的基本原理,并概述了其在催化研究中的一些应用,包括催化剂表面组成、表面活性位、双金属催化剂表面偏析和表面结构、核壳结构等的研究.同时还对比分析了目前在表面研究中应用广泛的X-射线光电子能谱(XPS)和HS-LEIS表征结果的差异,进一步说明HS-LEIS能够更为准确地获得催化剂表面的真实情况.

用低能离子散射谱研究MoO_3/γ-Al_2O_3的表面结构

本文用低能离子散射谱(ISS)研究MoO_3/γ-Al_2O_3催化剂的表面结构。ISS的I_(Mo)/I_(Al)与时间的关系即深度剖析曲线表明,MoO_3在γ-Al_2O_3上呈单层分散状态。样品顶层的MoO_3浓度与MoO_3总含量的关系表明,单层分散含量为MoO_3在γ-Al_2O_3上的几何单层量。焙烧温度增高时,~4He^+对顶层MoO_3的溅射速度显著变缓,说明通过焙烧,表面Mo—O—Al键有所强化,即活性组份与载体之间的相互作用加强。

低能离子散射谱分析中的荷电效应及中和作用

用低能离子散射谱 (ISS)对比分析了与样品托有良好电接触的和与样品托绝缘的金属银片 .观察到荷电效应对ISS分析有严重影响 .实验还表明在ISS分析时使用低能电子中和枪可以有效地消除荷电效应 。

一种利用变通的离子散射谱测量进行浓度定标的二次离子质谱深度剖析定量方法

本工作利用一台不作任何较大改动的ＣＡＭＥＣＡ－ＩＭＳ－３ｆ扇形磁铁型二次离子质谱仪对传统的离子散射谱（ＩＳＳ）分析技术进行了适当的变通，并对二次离子质谱分析（ＳＩＭＳ）的深度剖析谱进行了浓度定标。在保留ＳＩＭＳ分析高灵敏度、高深度分辨率的前提下，实现了对块体样品中的掺杂元素的ＳＩＭＳ定量深度剖析。通过与离子注入机标称的注入剂量及卢瑟福背散射的定量分析结果相比较，本方法的定量准确度一般好于１０％。而精确度则好于５％。本文对该方法的背景、基本原理、实验方法，准确度及优缺点等进行了较详细的讨论。

近代物理技术在多相催化研究中的应用(Ⅵ) 第六章 离子散射谱(ISS)在催化研究中的应用(上)

一、前言离子散射(ISS)在科学发展史上有重要的地位。50年代初离子散射法开始在表面研究中应用。1951年Brown等提出,在MeV范围的高能离子散射(HEISS)可用以确定固体表面杂质浓度。但高能散射离子携带的信息终究以体相的为主,限制了HEISS在表面分析上的应用。60年代末及70年代初,使用较低能置(≤2keV)的离子散射谱(LEISS或ISS)

近代物理技术在多相催化研究中的应用(Ⅶ) 第六章 离子散射谱(ISS)在催化研究中的应用(下)

三、在催化研究中的应用 1.ISS用于具有规整表面的模型催化剂的研究 (1) 确定表面组成的定性与定量分析通常,用ISS定性分析规整的模型催化剂是比较容易的,但也有例外,如当入射离子的能量较低(<200—300ev)时,离子与表面原子的作用时间较长,原子对离子的运动轨迹影响较大,使实验结果偏离式(3)的理论值;或在样品导电性能差引起表面电荷积累时也会偏离理论值,此时的定性分析需要较多的对比考虑等技巧。 ISS的定量分析比定性分析困难得多。在同一表面上,原子序较低与较高的元素其灵敏度相差很大。同种元素以不同方式存在时,如在体相中或作为吸附质时其灵敏度可能大不相同。例如。

利用中性离子散射能谱仪测定溶液表面分子结构

中性离子散射能谱仪(NICISS)可以测定20,nm厚度的表面层内各种元素的浓度分布图像,分辨率在埃米级.这种方法可以在分子水平上分析溶液和高聚物等软物质的表面结构,是一种有效的表面分析工具.利用这一工具,研究了四丁基溴化膦甲酰胺溶液的表面结构.从NICISS谱图得到了用来标记表面活性剂离子与溶剂原子的信号,并将其转化为溶液表面层内各组分的浓度随深度变化的图像.利用这些图像(包括阳离子、阴离子以及溶剂)进一步对溶液的表面分子结构进行了详细分析,发现溶质分子在表面上发生正吸附,其正负离子在表面层内形成了双电层.

用离子散射谱分析阴极表面组份的探讨

本文综述了采用离子散射谱分析生产中常用的含钡阴极(氧化物和金属多孔钪酸盐阴极)和钍钨阴极的表面,从而对阴极的机理、工作过程及最佳工艺规范有进一步的了解。

同轴正碰撞离子散射谱仪

同轴正碰撞离子散射谱仪(CAICISS)是一种新形表面分析仪器,利用散射角为180°的散射离子可定量地分析表面结构。只需有一个正对着试样位置的小孔,就可把同轴正碰撞离子散射谱仪安装在任何一种表面分析仪器或薄膜生长设备上。本文将简要叙述同轴正碰撞离子散射谱仪的原理、结构和应用。

沉积和离子散射对亚微米SiO_2刻蚀剖面控制的影响

本文阐述了在亚微米接触孔，通孔及沟槽的SiO2刻蚀工艺中，沉积和离子散射对剖面的影响，对多层结构SiO2的刻蚀也进行了研究。我们观察到总的气体流量、局部沉积和温度都将对剖面产生很大影响，与其它有关大功率单片刻蚀系统的研究结果一致。另外，我们的实验结果还表明，CD一样时，3维（3D）的接触孔和通孔剖面比2维（2D）的沟槽要更陡些，且小尺寸比大尺寸的剖面更陡。对相同的纵横比，我们注意到2D的沟槽蚀速比3D通孔的更快。通过改变沉积速度，可使沟槽蚀速比大窗口快或慢，而通孔的蚀速总比大窗口的侵。根据我们的实验结果，认为亚微米SiO2刻蚀主要与立体角（solidangle）有关。

MOCVD生长的InGaN薄膜的离子束背散射沟道及其光致发光

采用 MOCVD技术以 Al2 O3为衬底在 Ga N膜上生长了 In Ga N薄膜 .以卢瑟福背散射 /沟道 (RBS/Channeling)技术和光致发光 (PL )技术对 Inx Ga1 - x N / Ga N / Al2 O3样品进行了测试 ,获得了合金层的组分、厚度、元素随深度分布、结晶品质及发光性能等信息 .研究表明生长温度和 TMIn/ TEGa比对 In Ga N薄膜的 In组分和生长速率影响很大 .在一定范围内 ,降低 TMIn/ TEGa比 ,In Ga N膜的生长速率增大 ,合金的 In组分反而提高 .降低生长温度 ,In Ga N膜的 In组分提高 ,但生长速率基本不变 . In Ga N薄膜的结晶品质随 In组分的增大而显著下降 ,In Ga N薄膜的 In组分由 0 .0 4增大到 0 .2 6 ,其最低沟道产额比由 4.1%增至 5 1.2 % . In Ga N薄膜中 In原子易处于替位位置 ,在所测试的 In组分范围 ,In原子的替位率均在 98%以上 .得到的质量良好的 In0 .0 4Ga0 .96 N薄膜的最低产额为 4.1% .研究结果还表明用 RBS技术和光致发光技术测定 In Ga N中 In组分的结果相差很大 ,In Ga N的PL谱要受较多因素影响 ,很难准确测定 In组分 ,而以 RBS技术得到的结果是可靠的 .

Compton散射下离子初始速度对等离子体鞘层厚度的影响

应用相对论理论、Compton散射等离子体离子源和龙格-库塔方法,研究了Compton散射对等离子体鞘层厚度的影响,提出了Compton散射等离子体离子源概念,并将入射光和Compton散射光作为形成等离子体离子初始速度的新机制,给出了Compton散射下鞘层空间内电位梯度随等离子体离子初始速度变化的修正方程,并进行了数值模拟.结果表明,与Compton散射前相比,Compton散射使等离子体鞘层厚度随加速电压增大而明显的非线性增大,这主要是由于Compton散射使离子与电子碰撞频率增大,电子温度升高,使离子初始速度和能量增大的缘故.

高能离子背散射研究钇离子注入H_（13）钢的抗氧化特性

用５．８ＭｅＶ４Ｈｅ离子和３ＭｅＶ质子背散射研究了强束流钇注入的Ｈ１３钢的高温氧化特性，由直接测定氧化层中氧原子面密度得知经钇离子注入后在８００℃氧化４５ｍｉｎ条件下抗氧化能力提高了２５倍．观察到了元素铬在注钇氧化层中的富集以及氧离子在氧化过程中的扩散与未注入时有明显的区别．

重离子弹性散射中的角分散研究

简要评述了重离子弹性散射角分散研究的内容、方法及物理意义。通过前角区重离子弹性散射产物微分截面的角分布测量,作出角分散图ln(dσ/dθ)-θ2。分析经典偏转函数,从而在实验上确定了反应系统的核虹角。在低能、重靶的重离子反应系统中,核虹角远小于擦边角。晕核及弱束缚核比稳定核具有更小的核虹角和更大的核相互作用范围。经典偏转函数的计算有助于提供一套光学势参数,以便于拟合弹性散射产物的微分截面。

基于纳米金表面等离子体共振光散射法测定视黄醇结合蛋白

采用柠檬酸钠还原法制备了粒径约为12nm的纳米金颗粒,并用其标记视黄醇结合蛋白抗体(anti-RBP).在pH=5.29的KH_2PO_4-Na_2HPO_4缓冲溶液中,纳米金标记anti-RBP可与视黄醇结合蛋白(RBP)发生特异性结合使纳米金颗粒凝集成网格结构,由于纳米金颗粒的表面等离子体共振效应,使其在620nm处共振光散射信号显著增强.C_(RBP)在0.1~60ng·mL^(-1)范围内与共振光散射增强值ΔI_(620nm)线性相关,检出限为0.02ng·mL^(-1),用于定量分析人血清中的RBP,方法简单、灵敏,结果满意.

1.06μm激光等离子体散射特性研究

利用波长为1.06μm、单脉冲能量约为500 mJ的脉冲Nd:YAG激光经焦距为300 mm的正透镜聚焦,使焦点处激光能量密度剧增而引起大气分子中的原子电离,在发生同波长激光散射和多光谱电磁辐射现象的同时,开展空间分辨光谱的探测,获得1.06μm脉冲激光经大气等离子体散射的空间分布情况。采用HR4000光谱仪对散射情况进行测量分析,通过计算机模拟计算得到等离子体对1.06μm激光散射的方向图,基于Mie理论解释了入射波长为1.06μm脉冲激光散射角与散射强度之间的关系。

时变等离子体覆盖导体圆柱的双站散射特性分析

研究时变等离子体覆盖导体圆柱的双站散射特性对等离子体隐身技术和太空再入体的跟踪识别技术具有重要的意义。以非磁化不均匀等离子体覆盖导体圆柱的模型为基础,采用分段线性电流密度递归卷积时域有限差分方法计算了不均匀时变等离子体覆盖导体圆柱的双站雷达散射特性。结果表明:不均匀等离子体覆盖导体圆柱能成功地缩减目标的雷达散射截面。

用于离子-分子交叉分子束散射研究的三维离子速度成像装置

本文设计、模拟并搭建了一套由22片圆形金属极板组成的离子透镜系统.离子透镜的引出极板的开孔处贴有金属栅网,用于屏蔽除推斥极和引出极外的所有其他极板的直流高压对离子-分子交叉区域的影响.Simion模拟表明,在合适的电压配置下,离子透镜可以同时实现速度聚焦和时间聚焦.这使离子透镜系统能够在三个维度上实现较大的离子体积的速度聚焦,这也是用交叉分子束方法研究离子-分子散射动力学的基本要求.本文建立了具有单帧多粒子测量和多质量测量能力的三维离子速度测量系统,该系统由微通道板(M CP),P47荧光屏,CMOS相机、光电倍增管(PMT)、高速数字化仪组成.通过CMOS相机测量离子在荧光屏上的位置,得出垂直于飞行轴的两个速度分量;通过PMT测量离子的飞行时间,得出沿着飞行轴的速度分量.自主编写了Labview程序,可以实时采集和分析CMOS相机与PMT得到的数据,构建离子的三维速度分布.单帧多粒子测量是根据同一帧中来自CMOS相机和PMT的多个离子的强度不同,分别对其进行排序,并一一对应起来实现的.本文用304 nm波长处碘甲烷的光解信号对该三维离子速度成像系统进行了测试和速度校订.

一个低能原子和分子离子与固体表面相互作用的实验装置

低能原子和分子离子与固体表面的相互作用是表面物理和表面化学研究的重要手段。低能离子放射(LETS)已逐渐成为一种表面成分和表面晶格结构的分析工具。近几年发展起来的分子表面散射已在表面科学领域开拓了很多令人兴趣的重要研究课题。目前国内还尚未开展这类工作。本文将介绍我们建立的国内第一个低能原子和分子离子与固体表面相互作用的实验装置,该装置包括一个低能离子源系统和一个超高真空靶室系统。