北京师范大学大气颗粒物外束PIXE分析系统

北京师范大学串列加速器实验室建立了大气颗粒物外束PIXE分析系统,并利用标准样品获得了16种大气颗粒物常见元素的外束PIXE分析系统刻度因子.对Z≥15的大多数元素,刻度因子的重复性较好,相对标准偏差在2%左右.通过降低样品与探测器Be窗之间空气层的有效厚度来削弱空气对低能X射线的吸收作用并降低空气中Ar元素的峰面积,可使标准样品中Mg的探测限由9 157ng.cm-2降至331ng.cm-2,Al的探测限由645ng.cm-2降至191ng.cm-2.大气颗粒物样品中Al及原子序数高于Al的元素外束PIXE的探测限约为内束PIXE的2～6倍.

利用射线束在TiO_2纳米管上负载铜颗粒及其光电性能研究

采用阳极氧化法在钛金属表面制备出致密有序的TiO2纳米管阵列,利用紫外光和电子束辐照沉积技术分别在其上沉积铜纳米颗粒以提高其光电性能.利用场发射扫描电镜观察两种不同技术制备的TiO2纳米管阵列负载纳米铜结构的表面形貌.研究比较了不同制备方法得到的样品在紫外光和可见光照射下的光电效应,并讨论不同浸泡溶液浓度对其光电性能的影响.

气体流速对FCVA技术制备nc-ZrC/a-C:H复合膜的影响

采用磁过滤阴极真空弧(FCVA)技术,室温下通入C2H2在Si(100)与304不锈钢片上制备nc-ZrC/a-C:H复合薄膜.采用XRD、Raman、XPS、SEM-EDS研究了薄膜的成分及微观结构,利用纳米力学探针和摩擦磨损仪测试薄膜的硬度及摩擦磨损性能.主要讨论了不同C2H2气体流速对复合膜成分、结构及其性能的影响,研究结果表明:C2H2气体流速由20mL·min-1增加到70mL·min-1时,薄膜中的C原子分数逐渐升高;气体流速超过70mL·min-1后,C原子分数趋于平稳(约为75%).随着气体流速的增加,薄膜硬度呈现先增后减的趋势,当气体流速为40mL·min-1时(C原子分数约为65%),制备的薄膜综合机械性能达到最佳(硬度41.49GP,摩擦因数0.25).

0.28 MeV Zn离子注入GaInP/GaInAsP量子阱薄膜材料的损伤行为研究

对于GaAs衬底（100）面上用金属有机物气相淀积（MOCVD）技术外延生长的GaInP／GaInAsP单量子阱，在室温下进行0.28MeV的Zn^＋离子注入，选用的注量从1×10^14～5×10^14cm^-2。通过双晶X射线衍射光谱测量，定量地分析了由于离子注入所引起的晶格内应变。实验结果表明在所选用的注量下，由于离子注入引起的应变小于体材料GaAs的最大非弛豫应变值0.038，说明在这样的注入条件下，注入区的结晶态仍然保持地比较好。在较高注量下应变达到饱和，应变的饱和说明缺陷的产生和复合达到了平衡，从而形成了均衡的应变场分布。

Ni、Cu、Pt掺杂改性锐钛矿相TiO_2原理的全势线性缀加平面波法分析

利用基于密度泛函理论(DFT)的全势线性缀加平面波(FP-LAPW)法,计算并比较Ni、Cu、Pt掺杂前后锐钛矿相TiO2晶体的能隙和电子态密度.计算结果表明,Ni、Cu、Pt掺杂后TiO2的带隙分别为1.33、1.87和1.17 eV,相对于未掺杂的锐钛矿相TiO2(带隙为2.30 eV)都有明显的变窄,因而使吸收光谱红移.对于相同剂量的掺杂,同周期的Ni比Cu的掺杂效果更明显,同副族的Pt比Ni的掺杂效果更明显.

光化学沉积Ag纳米颗粒改性二氧化钛纳米管阵列的光催化及光电响应能力研究

利用电化学阳极氧化法制备出了高度致密，有序的二氧化钛纳米管阵列（TINT）．通过光化学沉积方法在二氧化钛纳米管表面沉积了Ag金属颗粒，并用SEM进行了表征，Ag颗粒的半径在100～500nm之间．通过对光化学沉积后的TiNT样品进行光电响应和光催化降解测试发现：紫外光照射下改性样品的光电响应能力和光催化降解能力都有不同程度的提高，但在可见光下仍不具备光电响应能力和催化降解能力．

电子辐照对苎麻纤维结晶度的影响研究

为了降低苎麻纤维的结晶度,利用电子束对苎麻纤维进行了0–2000 kGy范围不同剂量的辐照,采用X射线衍射仪(XRD)和红外光谱(FT-IR)对辐照苎麻纤维进行了测试分析。X射线衍射图谱数字分峰分析得知苎麻纤维结晶度随辐照剂量增加而减小,红外光谱分析结晶度指数也随剂量增加而变小。且从红外光谱特征峰分析得知纤维中羰基组分随辐照剂量增加而升高。结果表明,利用电子束辐照可有效降低苎麻纤维的结晶度,而且可通过控制不同剂量的辐照得到苎麻纤维应用所需要的结晶度。

TiO_2纳米管上负载纳米铁的制备及其光电性能研究

采用阳极氧化法在钛金属表面制备出致密有序的TiO2纳米管阵列,分别利用磁控溅射和电子束辐照沉积技术在其上沉积Fe纳米颗粒以提高其光电性能。利用场发射扫描电镜观察两种不同技术制备的TiO2纳米管阵列负载纳米Fe结构的表面形貌。研究比较了不同制备方法得到的样品在紫外光和可见光照射下的光电效应。

Lorentz-Lorenz公式在混合溶液密度计算中的应用研究

将Lorentz-Lorenz公式拓展并应用到混合溶液密度的计算,试图解决混合溶液密度计算难、精度较差的问题.本文计算方法简单,只需各纯组分的密度,就可计算出相同外界条件下该溶液的密度.计算了3个不同温度下,多种不同体积分数的碳酸二甲酯+辛烷溶液的密度值,来验证该方法的合理性,结果计算值与实验测量值吻合得非常好,平均绝对偏差仅为0.0059,最大绝对偏差也不超过0.0086.这为科研和生产过程中,特别是高温、高压下,以及强腐蚀性、高危险性溶液等情况下,准确计算溶液密度提供了方便.

电子辐照苎麻纤维引起结晶度和力学性能的变化

摘要用BF-5直线加速器提供的电子束对苎麻纤维织物进行了0-500kGy范围不同剂量的辐照，使苎麻纤维的结晶度发生变化，采用X射线衍射仪（XRD）对辐照苎麻纤维的结晶度进行测试分析．并用材料万能试验机对辐照苎麻纤维织物的断裂强力、断裂伸长量等力学性能进行测试．研究表明：苎麻纤维的结晶度随辐照剂量增大而明显下降，苎麻纤维织物断裂强力、断裂伸长量均随辐照剂量增大而下降；苎麻纤维织物力学性能下降与电子束辐照降低了纤维结晶度有关．

TiAlN薄膜的磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积制备的研究

采用磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积技术,在室温、钛合金和Si(100)单晶表面制备了TiAlN薄膜.利用SEM、XRD、EDS和XPS等对薄膜的微观组织结构及化学组分进行了观察测试分析,探讨了磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积技术的工艺参数对TiAlN薄膜结构的影响.

Zn离子注入增强TiO2纳米管光电效应

用阳极氧化法在钛金属表面制备出致密有序的TiO_2纳米管阵列,用MEVVA源离子束技术在其上进行金属Zn离子的掺杂注入。用电镜观察离子束轰击对TiO_2纳米管阵列结构的影响。研究了掺杂前后TiO_2纳米管阵列在紫外光和可见光区域的光电效应。用全势线性缀加平面波(FP-LAPW)法讨论了TiO_2纳米管对可见光响应的机理。

入射粒子与靶相互作用中电子能损的高阶修正

研究了在较高能入射离子(He离子、12C离子)与靶相互作用中电子能量损失的物理机制,分别探讨了电子能量损失中的相对论修正、壳修正、密度修正以及Barkas效应和Bloch效应等修正的贡献,发现壳修正、Barkas效应修正和Bloch效应修正在能量小于100MeV时是重要的,而相对论修正和密度修正是在能量大于100MeV时起作用。加入各种修正项之后,电子阻止本领的计算结果和实验值(ICRU49)符合更好。

激光烧蚀靶材蒸发波模型的气体动力学与冲量耦合系数计算

本论文在Krokhin蒸发波模型气体动力学方程组的基础上,考虑了固体靶的熔解热以及沉积在液体层中的能量,通过迭带计算求解了激光烧蚀Al、Cu、Si、Ge样品材料时蒸发波的温度、压强、出射速度以及密度等气体动力学参量;利用改进的Pirri模型,计算了短脉冲激光与靶材料相互作用过程中的冲量耦合系数,讨论了样品尺寸以及光斑大小对于冲量耦合系数的影响.

Fe／Cu纳米多层薄膜中内应力对其力学性能的影响

利用直流磁控溅射方法制备了Fe/Cu纳米多层膜,使用扫描电子显微镜(SEM)、薄膜应力分布测试仪和纳米压痕技术研究了不同周期结构Fe/Cu纳米多层薄膜的内应力及其纳米力学性能.在Fe/Cu纳米多层薄膜中,由于铁和铜的结构和本征性能的差异,形成多层膜结构后存在张应力,其张应力在周期T=10时达到910.08 MPa,对应的纳米硬度为12.3 GPa.随着多层薄膜调制周期数T的增加而内应力逐渐降低,纳米硬度和弹性模量随着张应力缓释也出现下降.根据纳米薄膜内应力对其力学性能的影响,探讨了内应力与薄膜纳米力学性能的相关性.

LSMC天线的互耦研究

采用可以把相位差信息转换为强度信号的简易天线(LSMC天线),实验研究了互耦对天线输出信号的影响,结果表明:在电磁波不同的到达方向角条件下,天线之间均存在明显的互耦;两天线距离大于波长一半或重叠面积比例小于0.2时,它们间的互耦变得很弱.在实际应用中,可以根据本文结果对LSMC天线的间距和重叠面积调整,以减弱天线间的互耦.

一种新型单毛细管X光学器件

利用高精度光纤拉丝塔制作了高品质的锥管,并且对锥管的束斑大小、传输效率和增益因子进行了测量。测量结果表明,锥管的束斑大小可以达到20μm以下,在8.04 keV处,锥管的传输效率为13.86%,距离锥管出口端2.5 mm处,增益因子为85。同时,还利用光线追迹软件shadow对锥管的束斑大小、传输效率和增益因子进行了理论模拟,理论模拟结果与实验中测量的结果符合得较好。测试结果表明,利用锥管会聚X射线,可以得到比目前经常使用的X光透镜更小的束斑。

C_(20)@C_(240)和C_(60)@C_(240)双层结构富勒烯热力学性质的分子动力学模拟研究

运用分子动力学方法(Molecular Dynamics,MD),通过模拟计算,研究了C_(20)@C_(240)和C_(60)@C_(240)分子的结构稳定性和热力学性质.由于C_(20)和C_(60)层与C_(240)层间引力作用,内嵌C_(20)和C_(60)结构稳定性减弱.内嵌C_(20)和C_(60)分别在约580和690K出现由固相向液相转变的现象.在约3000K以上,C_(20)@C_(240)结构解体,形成两个独立富勒烯原子团,在5000K以上,C_(20)@C_(240)结构未观察到解体现象.