同步辐射X射线干涉的实验研究

介绍在北京同步辐射装置上进行的国内首次LLL型X射线干涉实验研究，在X光底片上观察到了Moire干涉条纹，为进一步利用X射线干涉技术实现纳米测量打下了初步基础。     

软X射线激光用分束镜研究

软X射线干涉测量是通过软X射线激光经过马赫-詹德干涉仪完成的，是测量驱动激光临界面附近等离子体状态的重要方法。本基于软X射线多层膜的性能特点，指出软X射线干涉测量的干涉仪各光学元件的入射角越接近正入射越好，分束镜的设计应以其反射率和透过率的乘积为衡量标准。用离子束溅射法制作了类镍银13．9nm软X射线激光干涉测量所需的分束镜，实测表明其面形精度达到纳米量级，反射率和透过率乘积大于1．6％。     

基于催化聚合的同步辐射X射线成像标签

同步辐射X射线显微成像具有极高的空间分辨率、很好的穿透深度和优秀的能量分辨,因而在纳米分辨细胞成像领域具有巨大的应用潜力。然而,目前X射线显微技术多用于细胞结构成像,而和该技术相适合的特异性识别细胞内重要生物靶标的分子探针仍较缺乏。本工作利用同步辐射X射线良好的能量分辨特点,经体外化学催化反应成功制备了同步X射线可见的成像标签,成像分辨率达到30 nm。研究结果为进一步制备X射线敏感的分子探针,实现对细胞内生物分子的特异性识别和成像打下了良好的基础。     

X射线辐照合成金纳米颗粒及其原位表征

X射线辐照合成无机纳米粒子具有简单、清洁、高效等优点,是一种绿色合成方法。X射线技术,如X射线光电子能谱(XPS)、X射线吸收精细结构谱(XAFS)等,特别是同步辐射X射线技术的应用和发展,为人们探索纳米材料的结构信息提供了强大的工具。然而,利用X射线辐照合成金纳米颗粒及利用X射线技术原位探索金纳米颗粒的生长机理的综述未见报道。本文概述了X射线辐照合成金纳米颗粒的影响因素;分别介绍了利用X射线技术,特别是原位XAFS技术研究辐照合成和传统湿法合成金纳米颗粒的成核动力学,为X射线辐照技术高效合成金纳米颗粒的方法提供参考,对原位XAFS技术在探索成核机理中的应用予以展望。     

同步辐射X射线反射技术及其在测量δ掺杂晶体中原子表层深度分布的应用

X射线低角反射实验技术是测定固体材料表层中杂质原子深度分布的有效手段。利用同步辐射X射线反射技术和近年来发展的由反射实验数据逆向求解原子深度分布的分层逼近法，研究了不同温度下分子束外延生长的δ掺杂（Sb)Si晶体样品，成功地测量了样品中几个纳米范围内的Sb原子深度分布，所得结果表明，300℃以下是用分子束外延方法在Si晶体中生长Sb原子δ掺杂结构的合适温度。     

同步辐射研究单个藻细胞对金属元素的摄取性能

本介绍了用同步辐射微束X射线荧光法对单个藻细胞的研究方法，在北京同步辐射荧光站上首次实现了单细胞水平的测量。报道了单个藻细胞摄取金属离子前后细胞内元素含量的变化。     

北京同步辐射软X射线装置与软X射线探测器标定

简单介绍了2套北京同步辐射软X射线装置，主要用于软X射线光学元件测量和软X射线探测元、器件的标定。给出了在软X射线测量装置上计量标准和探测器标定方面的研究结果。     

北京同步辐射软X射线装置与软X射线探测器标定

软X射线计量标准的建立和软X射线探测器标定是目前国内急需解决的课题，本简单介绍了两套北京同步辐射软X射线装置，它们主要用于软X射线光学元件测量和软X射线探测元、器件的标定。另外给出了近年来在软X射线测量装置上开展的计量标准和探测器标定方面的研究结果。     

纳米硅化铁的高压研究

采用同步辐射能散X射线衍射技术和金刚石地顶砧高压装置,对硅化铁纳米微粉进行了原位高压X光衍射实验。在27．1－29．5GPa的压力范围内出现了两条的衍射峰,对该实验现象进行了讨论。     

软X射线光子关联谱装置设计

X射线光子关联谱技术(X-ray Photon Correlation Spectroscopy,XPCS)是一种利用相干X光散射的二次相干,研究凝聚态物质在小尺度范围弛豫动力学的新技术,对入射光的相干性有较高要求。上海同步辐射光源BL08U干涉光刻分支线站(X-ray Interference Lithograph,XIL)采用椭圆偏振波荡器作为光源,具有很好的相干性,光子通量高,适合铁电体、磁性材料中介观尺度电极性或磁性微区的动力学研究。由此设计一套基于软X射线的光子关联谱装置,采用软X射线为入射相干光,对二次相干光采集、转换、放大处理之后进行自相关运算。该装置测量的样品周期尺度范围为10～60 nm。该装置的研制设计为更好地分析材料动力学信息提供了一种技术途径,是硬X射线的有效补充。     

用于同步辐射单色器多层膜的研究

结合Fensnel反射系数公式与Nevot-Croce模型，设计出了可以用于同步辐射单色器的W／B4C周期多层膜，并对其光学性能（反射率）做了模拟计算。采用高真空磁控溅射技术，实现不同周期的W／BaC周期多层膜的制备。利用英国BEDE公司出产的D1高分辨X射线衍射仪，完成W／B4C周期多层膜周期结构的测量。在北京同步辐射荧光束线（4W1B）上，利用W／B4C多层膜获取准单色光，实现材料的荧光分析实验。实验结果证明，W／B4C多层膜对同步辐射白光起到了单色的作用，可以得到高强度的准单色同步辐射X射线。     

X射线干涉光刻方法制备表面增强拉曼散射基底

表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scatting,SERS)是一种非常重要的化合物分析技术,在光谱分析、生物传感等领域有着广泛的应用。理想的SERS基底需要同时具有高灵敏度和高均一性,这就需要制备一种大面积并且周期小于100 nm的金属纳米阵列。同步辐射X射线干涉光刻技术具有很高的光刻分辨能力和均匀性,可以制备高密度的金属纳米阵列。利用X射线干涉光刻方法制备了区域面积为320μm×440μm和周期为100 nm的二维周期结构,同时保持了高复制性和优异的均匀性。金属纳米阵列作为表面增强拉曼散射基底时可以提供很好的灵敏度和重复性。对于R6G染料,最低探测极限可达10-9 mol·L-1。在单片样品内的均匀性良好,相对标准偏差为6.72%。此外,表面拉曼增强基底能重复利用,可进一步降低成本。     

利用同步辐射硬X射线微聚焦线站研究纳米树状分子载药行为

同步辐射光源具有非常高的灵敏度及空间分辨,使其在环境科学、纳米材料及生命科学中具有广阔的应用前景。本研究利用同步辐射光源硬X射线荧光成像技术研究纳米树状分子的聚酰胺-胺(polyamidoamine,PAMAM)的载药行为,首先对PAMAM表面的游离氨基进行乙酰化,然后进行Cu2装载,通过硬X射线荧光成像检测细胞内的Cu2研究PAMAM载带Cu2进入细胞的情况。结果显示,PAMAM能够增加金属离子或药物进入细胞内。本研究为利用同步辐射硬X射线荧光成像技术研究功能化修饰的PAMAM的靶向及多功能成像提供了思路。     

光电子放大的X射线全息实时成像系统

本介绍一种将同步辐射X射线成像与电子光学显微技术结合起来的实时记录方法。通过加速阳极对电子束的加速，控制其波长，再经过一个中心对称的电磁透镜系统的放大，最后到达CCD记录并输出，通过计算机实时重构出高分辨率的显微图像。该放大系统还可以应用到同步辐射的X射线相衬、显微和层析方面。对同步辐射应用技术的发展将产生不可估量的影响。     

一种生物X射线小角散射光束线站自动换样溶液蠕动装置

利用同步辐射X射线小角散射技术可以研究溶液中蛋白质的结构信息。但是在实验过程中,高通量的X射线易造成蛋白质的辐射损伤,发生结构变化。本文介绍了一种自动换样溶液样品蠕动装置,在实验过程中利用Hamilton的PSD/4注射泵控制样品上下运动,减小单位体积照射时间以降低X射线对蛋白质的辐射损伤。此外,通过对注射泵、准直调节台和样品/缓冲液支撑台的协调控制实现了自动换样、回样和清洗功能,提高了实验效率。在上海光源生物X射线小角散射实验站进行了实验,通过对静止模式和蠕动模式下溶菌酶的散射曲线及回旋半径的测量,表明该装置可达到很好的防辐射损伤效果,实现了预期的样品蠕动装置功能。     

同步辐射X射线小角散射溶液样品蠕动实验装置的研制

研制了用于同步辐射X射线小角散射实验的溶液样品蠕动实验装置,其主要特点为可有效抑制X射线对溶液样品的辐射损伤、密封性能好、操作简便,且背景散射低、消耗样品量小,还可根据实验要求实现对样品温度的控制,进行变温原位测量。此外,通过实验对该装置的进样量和蠕动速度进行了标定,对防辐射损伤效果进行了验证。结果表明,该装置控制精度高,并可有效减小X射线在测量过程中对样品的辐射损伤。     

北京同步辐射装置4W1A光束线能谱测量

使用标准放射源对用于X射线测量的SDD探测器进行能量刻度。对北京同步辐射装置的4W1A实验站单色光模式下6~20 ke V的X射线能谱进行测量。测量结果表明,所测能量值与理论值偏差在3%之内,且除15 ke V外偏差随能量增加而增加。能量较低的单能X射线多次谐波现象较为严重,经过微调单色器角度,多次谐波受到抑制。并研究了本测量方法的测量精度,不同能量点精度偏差为3.1‰~1.75%。为高注量率同步辐射空气比释动能的绝对测量以及同步辐射光源的利用提供参考。     

小型位置灵敏电离室的设计

随着同步辐射的飞速发展,光源的性能有了很大的提高,对同步辐射光束不稳定性的监测也提出了更高的要求。设计了一台具有位置测量功能的气体探测器—一维位置灵敏电离室,可用于同步辐射X射线光束线站在线监测光束的位置与强度变化,以改善实验结果。详细介绍了该电离室的设计原理和参数设计,并进行了讨论。     

X射线阵列探测器SSPA用的数据采集电路研究

研制了一种用于X射线探测的阵列探测器SSPA器件，进而研究了适用于该器件的数据采集电路，设计试验了此阵列探测器及其数据采集电路应用于X射线计算机层析成像（即X－CT）的可行性，初步试验结果表明，该：X射线的探测方法是可行的，这为工业X－CT无损检测技术实现对X射线高分辨，高效率，低成本的探测与测量创造了条件。     

同步辐射EDXAFS和EDXRD联用方案

许多材料研究中,都需要采用X射线吸收精细结构谱学(X-ray Absorption Fine Structure,XAFS)和X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)技术测量材料的短程和长程有序结构信息,而如何同时快速地测量是开展原位动态研究的一个关键。本文提出了一种结合能量色散X射线吸收精细结构谱(Energy-dispersive X-ray Absorption Fine Structure,EDXAFS)和能量色散X射线衍射(Energy-dispersive X-ray Diffraction,EDXRD)的测试方案,该方案利用同步辐射白光,理论上可以提供微秒量级的表征速度和时间分辨能力,为真实环境下材料结构的原位实时表征提供了一种可能方法。