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IBIL在氚增殖材料研究中的应用

核化学与放射化学 2016年第1期38卷 57-64页

作者：仇猛淋褚莹洁胥密王广甫北京师范大学核科学与技术学院北京师范大学射线束技术与材料改性教育部重点实验室北京100875 北京市辐射中心北京100875

在氚增殖材料辐照效应的研究中,离子激发发光(ion beam induced luminescence,IBIL)是一种高效实用的实时分析技术。本文介绍了国外MeV离子束对多种氚增殖材料的IBIL研究。研究表征了样品中的辐照缺陷特征及其演变情况,对辐照缺陷的产... 详细信息

在氚增殖材料辐照效应的研究中,离子激发发光(ion beam induced luminescence,IBIL)是一种高效实用的实时分析技术。本文介绍了国外MeV离子束对多种氚增殖材料的IBIL研究。研究表征了样品中的辐照缺陷特征及其演变情况,对辐照缺陷的产生机制进行了讨论,并提出辐照过程中的相关动力学模型。最后,介绍了北京师范大学串列加速器上IBIL装置应用现状,并对IBIL应用在氚增殖材料研究中的前景进行了讨论。

关键词：氚增殖材料辐照效应 IBIL

基于Voigt函数拟合的离子激发发光光谱分峰方法

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光谱学与光谱分析 2022年第11期42卷 3512-3518页

作者：赵国强仇猛淋张金福王庭顺王广甫北京师范大学核科学与技术学院射线束教育部重点实验室北京100875 北京市辐射中心北京100875

离子激发发光(IBIL)分析作为一种实时原位的光谱分析技术,由于其对样品内部结构的敏感性,给我们分析样品光谱谱峰信息带来了一定的困难。为了准确地对离子激发发光能谱进行分峰以便更加清晰地判断材料内部不同缺陷的发光中心,提出了一... 详细信息

离子激发发光(IBIL)分析作为一种实时原位的光谱分析技术,由于其对样品内部结构的敏感性,给我们分析样品光谱谱峰信息带来了一定的困难。为了准确地对离子激发发光能谱进行分峰以便更加清晰地判断材料内部不同缺陷的发光中心,提出了一种利用Voigt函数,通过L-M(levenberg-marquardt)非线性最小二乘算法对100和200 K温度时ZnO的IBIL能谱中深能级发射(DBE)峰进行分峰的方法。通过对比Gauss函数和Voigt函数对能谱拟合后峰位随注量的波动情况,发现使用Voigt函数拟合得到的峰位更加稳定,并且收敛速度更快。同时通过对使用Voigt函数拟合后得到的峰中心位于1.75,1.95和2.10 eV三个子峰的高斯函数半高宽与洛伦兹函数半高宽比较,发现洛伦兹函数半高宽约为高斯函数半高宽的1/10,而且100 K时的1.95 eV峰,200 K时1.75和1.95 eV峰,其洛伦兹峰半高宽数值为10^(-10)量级以下,说明其中非均匀展宽(高斯展宽)仍然是谱峰展宽的主要机制;而电子与声子散射作用是洛伦兹展宽的主要机制。对于涉及导带中大量电子的2.10 eV子峰,其在200 K时洛伦兹函数半高宽明显大于100 K时,由于在温度较高时,由于晶格热振动加剧,且电子热运动加强,增大了散射概率,导致电子与声子的散射作用加强,从而对洛伦兹谱线进一步展宽。而峰中心位于1.75 eV的红光,其主要与V_(Zn)相关,在100 K时其子峰的洛伦兹半高宽为0.02 eV,但在200 K时变得极小,这可能是由于100 K时V_(Zn)束缚的电子或激子在200 K获得足够的热动能摆脱了V_(Zn)束缚,减弱了与周围的晶格的散射作用,从而使得洛伦兹展宽变得极弱。实验结果表明Voigt函数更加适用于IBIL能谱拟合分峰,这也为以后IBIL技术应用于其他材料内部结构能谱分析提供了可借鉴的依据。

关键词：离子激发发光 Voigt函数拟合谱线展宽光谱学

串列加速器358型双等离子体离子源改进及性能研究

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原子能科学技术 2019年第9期53卷 1595-1600页

作者：宋纪高仇猛淋殷鹏王小霞王广甫罗长维北京师范大学核科学与技术学院射线束技术教育部重点实验室北京100875 北京市辐射中心北京100875 中国科学院电子学研究所北京100080

为提高北京师范大学GIC4117型串列加速器358型双等离子体离子源束流强度及灯丝使用寿命,改进了离子源灯丝涂覆材料中Ba、Sr、Ca元素的占比、灯丝涂覆方法及离子源保护措施。讨论了在不同灯丝电流下,进气量、弧流、约束磁铁电流对离子源... 详细信息

为提高北京师范大学GIC4117型串列加速器358型双等离子体离子源束流强度及灯丝使用寿命,改进了离子源灯丝涂覆材料中Ba、Sr、Ca元素的占比、灯丝涂覆方法及离子源保护措施。讨论了在不同灯丝电流下,进气量、弧流、约束磁铁电流对离子源输出束流强度的影响。灯丝累积使用寿命达到200h以上,靶室束流强度较原来采用860A溅射源提高约500倍。同时本文对358型双等离子体离子源调试过程中的异常断弧情况进行了分析和改进。

关键词： 358型双等离子体离子源氧化物阴极束流强度

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SiC材料发光性能表征综述

北京师范大学学报（自然科学版） 2022年第5期58卷 796-800页

作者：蒋文丽仇猛淋廖斌英敏菊北京师范大学核科学与技术学院北京100875

本文从SiC材料发光性能表征方法出发,介绍了光致发光、阴极荧光和离子激发发光三种光学测量方法.不同发光表征技术适用研究材料不同的品质特征,光致发光是一种无损检测,阴极荧光对SiC外延层的位错缺陷具有更好的测量效果,离子激发发光... 详细信息

本文从SiC材料发光性能表征方法出发,介绍了光致发光、阴极荧光和离子激发发光三种光学测量方法.不同发光表征技术适用研究材料不同的品质特征,光致发光是一种无损检测,阴极荧光对SiC外延层的位错缺陷具有更好的测量效果,离子激发发光可以观测缺陷发光的原位信息.发光变化与材料中的缺陷中心相关,因而光学测量可以很好地反映材料内部特征.通过不同光学测量方法研究SiC材料的发光性能,为更好地拓展SiC发光应用奠定了重要基础.

关键词：碳化硅掺杂光学特性发光测量

利用离子激发发光研究ZnO离子注入和退火处理的缺陷变化

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物理学报 2020年第10期69卷 83-88页

作者：罗长维仇猛淋王广甫王庭顺赵国强华青松北京师范大学核科学与技术学院射线束教育部重点实验室北京100875 北京市辐射中心北京100875

在北京师范大学GIC41172×1.7 MV串列加速器上,利用离子激发发光(ions beam induced luminescence,IBIL)技术研究了2 MeV H^+注入ZnO的缺陷变化及473和800 K退火处理对缺陷的恢复作用.实验表明,在2 MeV H^+的辐照下,晶体内部产生的点缺... 详细信息

在北京师范大学GIC41172×1.7 MV串列加速器上,利用离子激发发光(ions beam induced luminescence,IBIL)技术研究了2 MeV H^+注入ZnO的缺陷变化及473和800 K退火处理对缺陷的恢复作用.实验表明,在2 MeV H^+的辐照下,晶体内部产生的点缺陷会快速移动、聚集成团簇,从而抑制发光.473 K退火后的受辐照ZnO晶体内仍存在着大量的缺陷和团簇,而这些缺陷和团簇作为非辐射中心抑制着ZnO晶体的发光.800 K的退火处理可以显著地分解辐照过程中形成的团簇,也可以帮助点缺陷回到晶格位置,从而减少晶体内部的不平衡缺陷,提高晶体的结晶度,使退火后的受辐照ZnO样品IBIL光强大幅度增强.

关键词：离子激发发光退火 ZnO

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低能氢负离子激发石英玻璃发光

中国表面工程 2017年第4期30卷 14-18页

作者：褚莹洁仇猛淋胥密郑力王广甫殷鹏北京师范大学核科学与技术学院北京100875 北京市辐射中心北京100875

为研究材料辐照损伤的产生机制和缺陷的实时演变过程,在GIC4117串列加速器原有的低能负离子注入平台基础上加装光谱测量系统,实现具有"charge-up free"优点的负离子激发发光在线测量。利用20 ke V H-轰击羟基含量为20μg/g,1 100μg/g... 详细信息

为研究材料辐照损伤的产生机制和缺陷的实时演变过程,在GIC4117串列加速器原有的低能负离子注入平台基础上加装光谱测量系统,实现具有"charge-up free"优点的负离子激发发光在线测量。利用20 ke V H-轰击羟基含量为20μg/g,1 100μg/g的石英玻璃测量其发射光谱,研究离子束辐照前后样品的吸收光谱。离子轰击过程中,发光中心数目随剂量先增加后缓慢衰减至平衡状态;蓝色和红色波段发光峰发光产额比可能受表面结构的影响稳定在3~4之间,低于Me V H+激发产额比。辐照前后吸收光谱反映的缺陷浓度变化与离子激发石英玻璃光谱强度变化一致。羟基含量较高的石英玻璃,发射光谱强度较低,吸收光谱强度辐照前后相对变化较小,对应产生的弗伦克尔缺陷数目较少。

关键词：负离子石英玻璃发光羟基缺陷

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碳及碳团簇负离子注入硅橡胶细胞相容性研究

原子能科学技术 2015年第7期49卷 1309-1314页

作者：郑晨龙徐亚仇猛淋庞学雯吴正龙王广甫北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室北京100875 北京大学医学部基础医学院免疫学系北京100191 北京师范大学分析测试中心北京100875 北京市辐射中心北京100875

通过在GIC4117串列加速器前注入器加装注入靶架以及扫描系统,建立了低能负离子注入平台,实现具有"Charge-up free"优点的负离子以及团簇负离子的注入,从而进行了碳及碳团簇负离子注入硅橡胶细胞相容性研究。水接触角测量表明,随着注入... 详细信息

通过在GIC4117串列加速器前注入器加装注入靶架以及扫描系统,建立了低能负离子注入平台,实现具有"Charge-up free"优点的负离子以及团簇负离子的注入,从而进行了碳及碳团簇负离子注入硅橡胶细胞相容性研究。水接触角测量表明,随着注入剂量增大到3×1015 cm-2,材料表面的水接触角从108.7°减小到103.1°,表面亲水性得到改善。XPS测试表明,随着注入剂量的增加,样品中碳含量逐渐减小,而氧和氮含量逐渐增加。基于上述结果对负离子注入硅橡胶细胞相容性改善的机制进行了讨论,最后在样品上进行了细胞培养实验。结果表明,负离子注入法是一种简单、有效提升硅橡胶细胞相容性的方法。

关键词：负离子注入硅橡胶表面改性 XPS 细胞相容性

Ion-Beam-Induced Luminescence of LiF Using Negative Ions

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Chinese Physics Letters 2017年第1期34卷 94-97页

作者：仇猛淋褚莹洁王广甫胥密郑力 College of Nuclear Science and Technology Beijing Normal UniversityBeijing 100875 Beijing Radiation Center Beijing 100875

Negative ion-beam-induced luminescence (IBIL) measurements of a pure LiF crystal using 20 keV are performed to monitor the formation and annihilation of luminescence centers during ion irradiation. Several emission bands are observed in the IBIL spectra and the evolvement mechanisms of the corresponding centers are identified. The difference between the IBIL measurements using positive ions and negative ions is that the intensities of luminescence centers can reach the maxima at lower fluences under negative-ion irradiation due to free charge accumulation.

关键词： LiF Ion-Beam-Induced Luminescence of LiF Using Negative Ions

In Situ Luminescence Measurement from Silica Glasses Irradiated with 20keV H^- Ions

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Chinese Physics Letters 2016年第10期33卷 90-93页

作者：褚莹洁王广甫仇猛淋胥密郑力 College of Nuclear Science and Technology Beijing Normal University Beijing Radiation Centre

A new low-energy negative-ion induced luminescence setup was recently developed at the injector of the GIC4117 2 × 1.7 MV Tandem accelerator in Beijing Normal University. In situ luminescence measurements are performed on silica glass by using 20key H ions at room temperature. Gauss fitting of the spectra revealed six overlapping components at about 2.7eV, 2.4eV, ***, 1.8eV, 4.2eV, and 3.6eV, which except for the new observed emission band at 3.6eV are assigned to the creation of type lI oxygen-deficient centers, E＇ centers, non-bridging oxygen hole centers with different precursor states, and type-I oxygen-deficient centers. The fitted results of the saturation concentration show that self-trapped exciton recombination at type-lI oxygen-deficient centers is the main luminescence emission process. The evolution of the luminescence intensity and full width at half maximums as a function of ion fluence is also discussed. It is found that the number of recombination centers reaches its maximum at lower Huence, and the area ratio between blue bands and red bands is much lower than that under high energy H＋ ion irradiation.

关键词： of on with Ions in from for that is were than