低能离子在C60薄膜中引起的辐照效应

用Raman(拉曼)散射技术分析了120keV的H,Ar和Fe离子在C₆₀薄膜中引起的辐照效应,主要指由晶态向非晶态的转变.分析结果表明,在Fe和Ar离子辐照的C₆₀薄膜中,核碰撞主导了由晶态向非晶态的转变过程.而在H离子辐照的情况下,电子能损起主导作用,并发现在H离子辐照过程中,电子能损有明显的退火效应,致使由晶态向非晶态转变的过程中,经历了一个石墨化的中间过程.     

电子束在VO2薄膜中引起的价态、相结构和光学性能的改变

 利用能量为1.7MeV, 注量分别为1.25×10¹³/cm², 1.25×10¹⁴/cm², 1.25×10¹⁵/cm²的电子束辐照VO₂薄膜,采用XPS, XRD等测试手段对电子辐照前后的样品进行分析,并研究了电子辐照对样品相变过程中光透射特性的影响。结果表明电子辐照引起VO₂薄膜中V离子出现价态变化现象,并使薄膜的X射线衍射峰发生变化。电子辐照在样品中产生的这些变化显著改变了VO₂薄膜的热致相变光学特性。     

离子注入对C60薄膜结构的影响

利用高能离子注入技术系统地研究了不同剂量、不同种类离子注入对C₆₀薄膜结构的影响,并利用Raman光谱对其结构进行分析．结果表明：中等能量的离子注入会影响C₆₀薄膜的结构,使C₆₀分子薄膜产生聚合和非晶碳化现象,但上述现象的出现与注入离子的剂量大小有关,并存在一注量阈值,只有在此阈值之上,C₆₀薄膜结构才发生改变,研究表明这与注入离子同C₆₀分子之间互作用方式有关.     

GeV能量的Fe离子在C60薄膜中的辐照效应研究

利用傅立叶转换红外光谱和Raman谱仪分析了0.98 GeV的Fe离子在电子能损Se为3.5 keV/nm时， 不同辐照剂量（5×1010 —8×1013 ions/cm2)下， 在C60薄膜中引起的辐照损伤效应。 分析表明， Fe离子辐照引起了C60分子的聚合与损伤。 在辐照剂量达到一中间值1×1012 ions/cm2， C60分子的损伤得到部分恢复， 归因于电子激发引起的退火效应。 通过对Raman数据的拟合分析， 演绎出Fe离子辐照在C60材料中形成的潜径迹截面或引起损伤的截面约为1.32×10-14 cm2。     

He+辐照对Ga0.94Mn0.06As薄膜铁磁性的改善

离子辐照半导体可以很好的改善半导体材料的磁学性质.用He⁺ 辐照Ga_0.94Mn_0.06As薄膜,可以较方便的调制Ga_0.94Mn_0.06As 薄膜中产生铁磁性载体的浓度.由于空穴居间而导致Ga_0.94Mn_0.06As薄膜的铁磁性, 可以通过He⁺的辐照来得到改善,其结果是Ga_0.94Mn_0.06As薄膜的矫顽力可以增加3倍多. 当He⁺辐照流强增加时, 居里温度和沿着样品面外磁化难轴方向的饱和磁场都减小了. 被辐照的Ga_0.94Mn_0.06As薄膜的电学性质和结构特征显示, He⁺辐照Ga_0.94Mn_0.06As薄膜可以有控制地改善它的铁磁性, 其结果源于He⁺辐照Ga_0.94Mn_0.06As薄膜所诱导产生电缺陷对空穴的补偿, 而不是He⁺辐照改变了Ga_0.94Mn_0.06As薄膜的结构.     

环戊酮光电离解离的实验和理论研究

本文介绍了真空紫外光电离质谱结合理论计算研究环戊酮单分子的光电离解离过程. 在9.0∽15.5 eV能量范围内,测量了环戊酮离子及其碎片离子的光电离效率曲线. 通过光电离效率曲线,将环戊酮分子的电离能确定为9.23±0.03 eV,并确认碎片离子为：C₅H₇O⁺,C₄H₅O⁺,C₄H₈⁺,C₃H₃O⁺,C₄H₆⁺,C₂H₄O⁺,C₃H₆⁺,C₃H₅⁺,C₃H₄⁺,C₃H₃⁺,C₂H₅⁺, C₂H₄⁺. 利用量子化学计算方法,在ωB97X-D/6-31+G(d,p)理论水平基础上,提出了C₅H₈O⁺的解离机制. 通过对环戊酮解离路径的分析,发现开环和氢迁移过程为环戊酮离子解离的主要路径.     

氧离子辐照二氧化钛单晶后的结构与磁性

氧离子辐照二氧化钛单晶可以诱发其铁磁性．辐照后在室温下也能观察到二氧化钛的铁磁性,且对温度依赖性较小．结合X射线衍射实验、卢瑟福背散射/沟道实验、拉曼散射实验谱、电子自旋共振实验谱、超导量子干涉仪实验、单位原子随沟道位移实验,测定了晶格的损伤随辐照流强的增加而增加．发现在氧离子辐照二氧化钛时出现了Ti³⁺替代氧空位(O_V)的缺陷复合体,即形成Ti³⁺-OV复合体．这种缺陷复合体导致了局部(TiO_6-x)的拉曼模式的伸展．说明了Ti³⁺结合一个未成对的3d电子是二氧化钛局部铁磁性的起源.     

FePc与TiO2(110)及C60界面电子结构研究

基于C₆₀受体和有机分子给体的太阳能电池是目前非常重要的一个研究热点, 利用同步辐射真空紫外光电子能谱(SRUPS) 技术研究了酞菁铁(FePc)与TiO₂(110)及C₆₀的界面电子结构, 以及FePc与C₆₀分子混合薄膜的电子结构. SRUPS价带谱显示, FePc沉积在化学计量比与还原态两种不同的TiO₂(110)表面时, FePc分子的HOMO能级均随FePc厚度的变化发生了移动, 而在化学计量比的TiO₂(110)表面位移较大, 同时发生界面能带弯曲, 说明存在从有机层向衬底的电子转移. 在FePc/C₆₀和C₆₀/FePc界面形成过程中, FePc与C₆₀分子的最高占据分子轨道(HOMO)位移大小基本相同. 由界面能级排列发现, 在FePc与C₆₀的混合薄膜中, FePc分子的HOMO与C₆₀分子的最高占据分子轨道能级差较大, 这有利于提高器件开路电压, 改善器件性能.     

甲基环己烷在9∽15.5 eV能量区的真空紫外光电离研究

利用具有同步辐射源的反射式飞行时间质谱仪，研究甲基环己烷的真空紫外光电离和光解离. 观测到母体离子C₇H₁₄⁺和碎片离子C₇H₁₃⁺，C₆H₁₁⁺，C₆H₁₀⁺，C₅H₁₀⁺，C₅H₉⁺，C₄H₈⁺，C₄H₇⁺和C₃H₅⁺的光电离效率曲线. 测定甲基环己烷的电离能为9.80±0.03 eV，通过光电离效率曲线确定其碎片离子的出现势. 在B3LYP/6-31G(d)水平上对过渡态、中间体和产物离子的优化结构进行表征，并使用G3B3方法计算其能量. 提出主要碎片离子的形成通道. 分子内氢迁移和碳开环是甲基环己烷裂解途径中最重要的过程.     

钒氧卟啉正负离子的结构畸变与电子-振动耦合的DFT研究

用PBE1PBE方法研究了钒氧卟啉一价阴离子([VOP]^-)、一价阳离子([VOP]⁺)的单态和三重态结构. 结果表明[VOP]^-和[VOP]⁺的最稳定电子态均为三重态,其未配对电子一个占据钒的d_xy轨道,另一个占据卟啉环的π轨道,因此两者均为π-自由基. 中性分子(VOP)的双重态最稳定,其未配对电子占据钒的d_xy轨道. 双重态VOP具有较高的C_4v对称性,而三重态[VOP]^- 离子由于发生姜-泰勒效应对称性降低为C_2v. 计算了[VOP]^-姜-泰勒活性振动模式的电子-振动耦合常数,并用前线KS轨道的节面分布解释了姜-泰勒畸变沿特定简正模式发生的原因. 三重态[VOP]⁺ 阳离子的卟啉环发生键长交替变化,构型畸变起源于电子态近简并引起的赝姜-泰勒效应,导致其对称性从C_4v降低为C₄,其结构变化可以用重组的前线KS轨道的节面分布解释.     

快重离子辐照聚酰亚胺潜径迹的电子能损效应

快重离子辐照聚合物材料时，由于密集电离激发在其路径上产生几纳米直径的潜径迹，径迹形貌受离子种类、离子能量等多种因素的影响.为了研究电子能损对径迹形成所起的作用，利用1.158GeV 的Fe⁵⁶离子和 1.755GeV Xe¹³⁶离子在室温真空环境下辐照叠层聚酰亚胺(PI)薄膜，结合傅里叶转换红外光谱(FTIR)分析技术对辐照引起的化学变化进行了测量.聚酰亚胺官能团的降解及炔基的生成是离子辐照聚合物的主要特征，在注量1×10¹¹到6×10¹²/cm²范围及较宽的电子能损(dE/dX)_e范围 (Fe⁵⁶ 离子：2.2 到 5.2 keV/nm， Xe¹³⁶ 离子：8.6 到 11.3 keV/nm)对官能团的断键率及炔基生成率进行了研究. 红外结果显示在实验涉及的能损范围都有炔基生成，应用径迹饱和模型对实验结果进行拟合，不同能损下的平均损伤径迹半径及炔基生成径迹半径被得到，通过热峰模型对实验结果拟合，给出了离子在聚酰亚胺中产生潜径迹的能损阈值，实验给出的径迹形貌的电子能损效应曲线与热峰模型预言走势基本一致. 关键词： 离子辐照 潜径迹 红外光谱 热峰模型     

高能氩离子在聚苯乙烯中的电子能损效应研究

用1.4GeV氢离子对多层堆叠的厚约53m的聚苯乙烯薄膜在室温和真空条件下进行了辐照;对辐照后的样品进行了从红外到紫外的光吸收测量.测量结果显示,材料经高能红离子辐照后发生化学降解,降解过程强烈依赖于电子能损;在能量沉积密度很高的径迹芯中,分子主链和苯环均遭到破坏;在电子能损高于0.77keV/nm时有炔基产生.     

Tracks in MoS2 irradiated with 20 MeV fullerene and 1 GeV lead ions

The first results of a Transmission Electron Microscopy study of Molybdenite (MoS₂) irradiated with 20 MeV fullerene and 1 GeV lead ions are presented. It is shown that the energy deposited by electronic excitation by both types of projectiles leads to track formation. Although the value of the linear rate of energy deposition is comparable for 20 MeV C₆₀ clusters and 1 GeV Pb ions, the diameters of the tracks created by the clusters is two times greater than the diameter of the tracks induced by 1 GeV Pb ions. Furthermore, the tracks in the sample irradiated with fullerene ions present specific contrast features.     

侧链结构对PPV/C_(60)组合体系的激发传递和电荷转移过程的影响

本文考察不同的侧链长度对聚对苯乙炔 (PPV)衍生物的光学性质等的影响 ,以及PPV/C60 的组合薄膜中的激发传递和电荷转移过程。结果表明随着连接在PPV的侧链长度的增长 ,其π π 跃迁带隙变窄 ,使得吸收和发射峰的位置逐渐红移 ;同时观测到PPV/C60 间存在着极有效的激发传递过程 ,从而使得PPV衍生物的荧光在很大程度上被C60 分子所猝灭 ;MD PPV/C60 组合膜中观测到了C-60 的吸收峰 ,这表明该体系存在着基态电荷转移过程 ,同时也表明PPV衍生物与C60 分子间的相互作用和PPV的侧链长短密切相关。     

侧链结构对PPV/C60组合体系的激发传递和电荷转移过程的影响

本文考察了不同的侧链长度对聚对苯乙炔（PPV）衍生物的光学性质等的影响,以及PPV／C60的组合薄膜中的激发传递和电荷转移过程,结果表明随着连接在PPV的侧链长度的增长,其π-π跃迁带隙变窄,使得吸收和发射峰的位置逐渐红移;同时观测到PPV／C60间存在着极有效的激发传递过程,从而使得PPV衍生物的荧光在很大程度上被C60分子所猝灭;MD－PPV／C60组合膜中观测了C60的吸收峰,这表明该体系存在着基态电荷转移过程,同时也表明PPV衍生物与C60分子间的相互作用和PPV的侧链长短密切相关。     

低速高电荷态重离子在C_(60)薄膜中引起的势效应研究

为了研究低速高电荷态离子在C60薄膜中引起的势效应,用能量为200keV的高电荷态Xen+(n=3,10,13,15,17,20,22,23)离子辐照了C60薄膜。用原子力显微镜(AFM)和Raman散射技术分析了辐照过程中高电荷态Xen+离子所储存势能在C60薄膜中引起的效应,即势效应。AFM分析结果表明,辐照C60薄膜的表面粗糙度随辐照Xen+离子电荷态(即势能)的增加而减小,揭示了势效应的存在。而Raman分析结果表明,由于Xe离子的动能远大于其所储存的势能,因此,尽管有表面势效应的影响,但在Raman分析的深度范围内,弹性碰撞还是主导了C60薄膜的损伤过程。     

Electronic Energy Loss Effects in Polystyrene Irradiated with High Energy Argon Ions

Stacked polystyrene films of about 53μm in thickness were irradiated with 1.4GeV argon ions at room temperature and in vacuum. The radiation induced Chemical changes of each film were studied by the Fourier-transform infrared (FT-IR) and ultraviolet/visible (UV/VIS) spectroscopies. It is found that the material is seriously degraded after irradiation and the chemical modifications depend strongly on electronic energy loss. Significant degradation of the material occurs above about 0.77keV/nm at the dose of 5.5×10¹² ions/cm² corresponding to an energy deposition of 6. 4MGy. The main chains of PS as well as the phenyl ring are destroyed in the track core simultaneously. Damage cross sections Of alert 29urn2 are found for phenyl ring and the -CH2- group. Aldynes are produced above an energy loss of 0.77keV/nm .     

微波电子回旋共振等离子体化学气相淀积法制备非晶氟化碳薄膜的研究

采用电子回旋共振等离子体化学气相淀积(ECR-CVD)法，以C₄F₈和CH₄为源气体制备了非晶氟化碳(a-C：F)薄膜.X射线电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明，a-C：F薄膜退火后厚度减小是由于位于a-C：F薄膜交联结构末端的C—C和CF₃结合态的热稳定性较差，导致退火时容易生成气态挥发物造成的.a-C：F膜介电常数在300℃氮气气氛中退火后由于电子极化增大和薄膜密度增加而上升，界面态陷阱密度从(5—9)×10¹¹eV^-1·cm^-2降至(4—6)×10¹¹eV^-1·cm^-2.a-C：F薄膜导电行为在低场强区域呈现欧姆特性，在高场强区域符合 Poole-Frankel机理.非定域π电子在带尾形成陷阱且陷阱能量在退火后降低，从而使更多陷阱电子在场增强热激发作用下进入导带并引起电流增大. 关键词： a-C：F ECR-CVD 键结构 电学性质