Johann 单色仪能量分辨率分析

Johann 单色仪能量分辨率分析

一、Johann单色器能量分辨率分析(论文文献综述)

罗立强,沈亚婷,吴晓军[1](2021)在《X射线光谱分析技术发展新趋势与新方向》文中提出X射线光谱分析技术(X-ray spectrometry, XRS)的发展已历经100多年历程,其独有的无损、原位和微区分析特性与主成分准确定量分析能力,使其在自然探索、科学研究、技术进步和生产应用中,发挥了十分重要的作用。但XRS也面临灵敏度不足、轻元素分析困难、元素氧化态识别不易等困境和挑战。随着近年激发光源、探测手段、光学部件制备技术的发展和基本粒子物理学研究的深入,XRS技术在降低检出限、发展实验室型元素形态分析装置、进行轻元素μ子X射线发射光谱(μXES)分析等领域,呈现出了新的发展趋势,成为当前和未来一段时期内值得重视和关注的学科发展方向。

梅丙宝[2](2021)在《同步辐射高分辨XES和XAFS方法及其在电催化中的应用研究》文中研究说明包括CO2电化学还原(ECO2RR)、氧还原(ORR)等反应在内的电催化,为清洁能源利用与转化、污染防治、遏制气候变化等方面提供了一条切实可行的路径,与《十四五计划和2035年远景目标纲要》提出的“2030年前碳排放达峰”以及“争取2060年前实现碳中和”的目标相契合。电催化反应的难点在于制备高活性、高稳定性、廉价的催化剂,亟需从原子、电子维度厘清催化剂结构对性能的影响。X射线发射谱(XES)与X射线吸收精细结构(XAFS)谱是探究催化剂局域原子、电子结构的强有力的表征手段。XES起源于二次光子跃迁过程,其能量分辨率由高壳层的寿命展宽决定,相比于一次光子过程的常规XAFS,XES具有更精细的分辨能力。XES可以直接探测占据态的信息,XAFS则探测未占据态信息,两者相辅相成,在催化机理的阐释和构效关系的研究中发挥了不可或缺的作用。同步辐射高分辨XES和XAFS方法结合原位分析,可以实时监测反应中结构的动态演变,确定真实的活性位点及吸附质的吸附、解离等过程,从而实现电催化反应机理的探究以及为高效催化剂的合理的设计和制备提供理论指导。本论文报道了基于上海光源(SSRF)BL14W1-XAFS线站搭建的一套高分辨发射谱谱仪,并利用同步辐射高分辨XES和XAFS方法对Cu、Ni等催化剂的ECO2RR过程以及一系列的单原子电催化体系进行了研究,主要研究成果如下:(1)依托上海光源BL14W1-XAFS线站,设计、搭建了国内首套基于von Hamos构型的波长色散高能量分辨发射谱谱仪,建立了一套完整的谱仪搭建、谱仪调试、数据收集、数据分析的流程。结合线站现有参数进行理论分析,确定了探测器像素尺寸、柱面弯晶曲率半径、运动控制装置的调节精度等主要部件的参数。发展和完善了系列的发射谱探测方法,实现了谱仪与线站控制系统之间的通讯、联控。并编写了数据处理程序,可以进行批量的数据排序、像素提取、像素积分、背底扣除等操作,实现了数据的快速整合,提高了工作效率。(2)基于该套谱仪进行了原位高分辨XES测试,精确解析了Cu基催化剂在ECO2RR过程中的原子、电子结构的动态变化。通过对Cu2O/Cu催化剂在不同反应时间下的共振非弹性X射线散射(RIXS)谱进行分析,明晰了催化剂中Cu的化学态演变过程,揭示了表面Cu(I)到金属态Cu(0)的转变是其ECO2RR活性下降的主要原因。与传统原位XAFS对比,证实了高分辨XES打破了自吸收效应和平均效应的限制,是更好的表面敏感分析手段。此外,利用XES方法研究了Cu Pc模型催化剂在ECO2RR中的结构变化过程,揭示了其在不同电位下结构演变及其对催化性能的影响,明确了单分散的Cu物种随着电位偏移而聚集,形成Cu团簇,为C2H4等多碳产物的生成提供了“C-C耦合”的活性位点。(3)对Ni单原子催化剂(Ni-N-C)高效催化ECO2RR进行了研究。基于原位XAFS对Ni-N-C的电位诱导的结构变化调控催化性能的过程进行了深入分析。制备的Ni-N-C具有优异的ECO2RR性能,可以在较宽的电压范围内将CO2转化为CO,且法拉第效率最高达99%。利用多种谱学解析方法确定了其独特Ni N4O2结构,且Ni脱出N4平面。进一步通过原位XAFS分析明确了Ni-N-C的结构随着电位负方向偏移而Ni逐渐向N4平面移动,且在极负电位下形成了Ni双原子团簇,与其催化性能相对应,揭示了ECO2RR被抑制与促进的结构起源。(4)利用XAFS方法对各类单原子电催化体系中的催化剂的结构进行的精确分析,并揭示了其反应机理。对Cu单原子催化剂在ECO2RR中的真实活性位点进行了分析和确认,明确了C2+产物的生成的活性位点不是其初始的单原子结构而是反应中形成的颗粒;对于缺陷位负载的Pt基催化剂高效催化ORR的体系,通过XAFS方法结合电镜分析,对单原子和颗粒共存的复杂的催化剂体系进行了精确的解析,确定了单分散的Pt的配位构型以及单原子占比等,解释了缺陷位负载对性能的影响;针对Rh-N-C单原子催化CO电氧化体系中,本研究利用多种XAFS解析方法,包括XANES模拟、FT-EXAFS拟合和小波变换等,并结合N和C的电负性,确定了Rh N4的构型,为其在热力学上利于CO氧化提供了结构解释。

程大伟[3](2021)在《LiF双曲面全聚焦弯晶X射线仪器研制和应用》文中进行了进一步梳理双曲面全聚焦弯晶(DCC)有两个曲率半径,分别在罗兰圆和晶体绕焦点连线旋转方向。双曲面弯晶是一种严谨的Johansson型结构,晶体的曲率半径为R,晶面的曲率半径为2R,能够将照射到晶体上所有入射角为θ、满足Bragg方程的X射线单色化并全聚焦到罗兰圆上焦点位置。双曲面弯晶与微焦斑X射线源结合,能够衍射高强度的单色X射线并全聚焦,形成单色X射线荧光光谱仪(MWXRF),是目前能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)的一种发展方向,有更高的信背比,用于材料元素分析有明显的优势;MWXRF使用单色X射线,择优激发材料中的元素,相比普通EDXRF,检出限低1~2个数量级;微焦斑X光管和双曲面全聚焦弯晶组合可提供实验室型单色X射线光源,替代部分同步辐射光源应用。本文依据双曲面弯晶的原理,建立起一套完整的LiF双曲面加工、晶体调试、仪器设计、应用流程和分析方法。主要研究内容如下:1.以LiF晶体开展双曲面晶体的参数设计,根据Bragg方程和Johansson罗兰圆,已知罗兰圆半径R、单色X射线能量E,计算出相应晶体的参数,包括Bragg入射角、旋转半径r、光源至晶体和晶体至样品的距离、焦连线距离等等参数。采用“先磨后弯”的工艺,先将晶面与晶体平行的平面晶体磨制成曲率半径为2R的柱面,然后在650~700℃的高温下逐步增加凸模上的负载至2~4kg,使柱面晶体缓慢形变,得到与凹模一致的双曲面。经检验,弯晶的双曲面参数与理论值完全一致。按这种方法加工出50mm×30mm×0.5mm能够衍射5.415 keV、42mm×22mm×0.5mm衍射17.425 keV的LiF(200)双曲面晶体、54mm×30mm×0.5mm的LiF(420)、以及40mm×30mm×0.5mm衍射17.425 keV的LiF(420)双曲面晶体,衍射能量可扩展至2.30~22.16 keV能量范围内的任一单色X射线能量。通过三维光学调节架,调节双曲面晶体使其与预定位置重合;设计强度测量装置,测试LiF(200)双曲面弯晶的衍射强度达到5.3×108cps的国际同类指标。采用Ti片进行刀口扫描试验,试验发现计算出的焦斑尺寸与步距呈良好二次线性关系,计算出的焦斑大小与Z轴偏离窗口平面的距离也呈良好的二次曲线关系,根据拟合曲线推导水平方向最小焦斑尺寸为0.74mm;考虑到会聚X射线光束与样品夹角为34.6°,因而样品窗口处的理论最小焦斑大小为0.24mm×0.52mm。2.采用双弧形狭缝、轻基体或紫铜样品窗口、小孔径紫铜衬铝准直器,尽可能降低杂散线的干扰。以衍射5.415keV尺寸为50mm×30mm×0.5mm的LiF(200)双曲面弯晶和微焦斑Cr靶研制了单色X射线痕量轻元素检测仪,分析油品中痕量硫(S)和氯元素(Cl),其中汽油中S元素的检出限为1.75μg/g,矿物油中Cl元素的检出限为0.63μg/g;3.以衍射17.425 keV尺寸为40mm×30mm×0.5mm的LiF(420)双曲面弯晶和微焦斑Mo靶X光管研制了单色X射线痕量重元素检测仪,应用于烟用材料接装纸和滤棒中的重金属元素铬(Cr)、镍(Ni)、汞(Hg)、砷(As)和铅(Pb)快速检测,与普通能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)相比,元素检出限降低近一个数量级,其中Cr检出限由7.5μg/g降至0.72μg/g。

沈亚婷,罗立强[4](2021)在《现代实验室型X射线荧光元素分布成像和形态分析技术的研究进展》文中研究说明近年来,随着X射线光源、单色、聚焦及探测系统的发展,在实验室可借助低功率X射线光源开展X射线荧光(XRF)和X射线吸收谱(XAS)分析。液体金属射流源等新型X射线光源系统、闭合反馈系统、电荷耦合元件和方孔微通道板等技术和计算方法的进步促进了聚焦扫描型、全场型和XRF计算机断层扫描等实验室型XRF元素空间成像技术的发展。超环面、球面和柱状弯晶等单色聚焦系统的发展推动了实验室型XAS技术的发展。探索新型的实验室X射线光源系统,开发更高效的单色聚焦系统,推动X射线动态电影拍摄技术等将是未来研究的重要发展方向。

樊奕辰[5](2020)在《液氮冷却双晶单色器稳定性测试技术研究》文中研究指明同步辐射光束线已经从高能量分辨发展到超高能量分辨,从微米聚焦到纳米聚焦,光束线的稳定性成为先进性能光束线的关键需求。对于硬X射线光束线,双晶单色器是核心设备,分光晶体的角度稳定性直接影响了聚焦光斑的位置稳定性以及出射光的能量及通量稳定性。本文结合上海光源工程实际,以液氮冷却双晶单色器为主要研究对象,发展了单色器运动参量及稳定性测试方法,研究了单色器工作波长在线检测技术,主要工作内容包括:研究了双晶衍射的理论基础,分析了双晶衍射角宽度、积分反射率、能量分辨率及输出通量等参数,讨论了双晶单色器稳定性对出射光束位置稳定性及出射光通量稳定性的影响。对比研究同步辐射领域常用的运动参量高精度检测技术,发展了适用于双晶单色器转角位移及其它运动参量的高精度检测方法并进行误差分析,可实现纳米量级线性位移检测分辨率以及亚微弧度量级转角位移检测分辨率,能够满足上海光源单色器运动参量的测试需求。以上海光源工程实际为例,简述了单色器转角运动机构、高差补偿运动机构、双晶平行性、切换重复性及劳厄晶体平移长直线导轨运动性能的常规测试方法及评价标准。发展了基于双频激光干涉仪的非接触式绝对角度稳定性测量方法,测角分辨率可达31 nrad,能够满足亚微弧度量级的绝对稳定性测试需求。将该方案成功应用于上海光源17 U单色器的工程维护,根据测试结果排查出振动原因,采取了更新隔振垫及更换水循环机组等措施,优化后实测单色器液氮循环状态下的稳定性提升了一个量级。该方案能够直接测量反射镜面或抛光晶面的稳定性情况,可以实现单色器稳定性的原位监测。发展了基于光纤式法布里-珀罗激光干涉仪的单色器双晶相对稳定性测试方法,标称测角分辨率高达~10-2nrad,重复精度20nrad,且适用于液氮低温及高真空环境,完全满足单色器稳定性的测试需求。应用该方案对上海光源自主研发的液氮冷却双晶单色器进行了不同工况下的稳定性测试,通过激振实验确定了双晶单色器的固有频率;分别对比了布拉格角5~15°,液氮流量3 L/min~4 L/min,液氮循环机组泵频在22Hz~40Hz范围内双晶单色器的稳定性情况;通过频谱分析确定了影响单色器稳定性的原因,为单色器优化提供了依据;测试结果表明,优化后上海光源自主研发的双晶单色器液氮循环状态1~1000Hz的稳定性<180nrad,长期稳定性<0.9μrad/5h RMS,均优于上海光源二期快速X光成像线站对单色器稳定性的需求。研究了单色器波长检测技术,以上海光源硬X射线通用谱学线站为例,对其单色器的双晶失谐情况进行了模拟,讨论了单色器二晶失谐范围-15″~15″的情况下,出射光束能量带宽、出射通量、光斑位置及形状的变化情况。依托于上海光源X光学测试线站,对单色器双晶失谐情况进行了在线检测,实测结果与模拟分析匹配,为在线监测单色器稳定性对出射光束的影响奠定了基础。本文以液氮冷却双晶单色器为主要研究对象,发展了单色器晶体绝对角度稳定性及双晶相对角度稳定性测试方法,并有效应用于上海光源单色器稳定性不同工况下的离线测试。文中所研究的测试方案均能应用于单色器稳定性的原位测试,以期实现离、在线测试结果的结合,深入了解单色器稳定性与出射光性能稳定性的关系。本文研究的内容对单色器设计优化及同步辐射光束线性能提升具有重要意义。

翟玉丹[6](2019)在《伽马射线监测器标定方法的研究》文中进行了进一步梳理1916年,爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果。而致密双星系统的旋进或者是合并,比如中子星或者是黑洞的双星系统,在旋进或合并的过程中,可能会产生引力波,而引力波的产生往往伴随着伽马暴现象的出现。为精准探测伽马射线暴,中国科学院紫金山天文台于2017年12月推出先进天基太阳天文台(ASO-S)卫星,中国科学院高能物理研究所于2018年12月先后成立引力波闪全天监测器(GECAM)卫星工程与空间多波段天文变源监测卫星(SVOM)卫星工程。这三颗卫星旨在硬X射线、软伽马射线的能谱观测和伽马暴触发功能的研究。为保证天文卫星精确执行巡天任务,就要对天文卫星的有效载荷进行精准的地面标定工作。只有经过精准的地面标定,星载卫星的能量线性、探测效率、角度响应均匀性、能量分辨率、位置响应均匀性、偏压响应等物理参数,才能对天文观测进行有效的数据分析。虽然天文卫星的有效载荷名为伽马射线监测器,但它的能量探测范围并不局限于伽马射线,也包括了X射线能量范围。由于实验室条件限制,单能光的能量范围为(5-200)keV,用X射线标定的话,并不会影响能量线性、探测效率等各项指标。且超出X射线能量段标定时,用的是豁免源,但是豁免源的活度不够,光子计数率太低,导致实验所用时间就非常长,由于放射源元素种类的限制,导致能量点非常有限,能量不可调,且放射核素时刻在变,标定探测效率需要半衰期修正以及放射源的外借手续又很麻烦,所以在刻度探测器的时候一般不采用放射源。所以实验室标定时,用的是X射线。本文主要做了以下几点工作:1)通过双晶单色器,将单能X射线的能量范围扩展到(35-200)keV。X射线从光机出来是连续谱,打到晶体上,经过布拉格衍射对连续X射线进行单色化,得到单能X射线。双晶单色器的主要结构为T型结构与高精度测角仪。T结构可保证得到的单能X射线的出射方向与位置基本不变,简化了实验的操作过程。本次实验利用Si551、Si220与Si511晶体,得到了(35-200)keV的单能X射线,能量连续可调,光通量稳定性优于0.3%,具有良好的稳定性。2)通过单晶单色器,单能X射线的能量范围低至(5-45)keV。以前单晶装置的最大问题为,在调节布拉格衍射角的过程中,仅仅是晶体转动,光机并不转动,出射单能X射线的出射方向与位置并不固定。现将装置改为当晶体转动θ角时,将光机和晶体所在平台转动-2θ角,这样可以保证单能X射线出射方向与旋转前一致。利用LiF晶体得到了(5-40)keV的单能X射线,能量连续可调,光子通量稳定。3)(5-200)keV的单能X射线建好后,研究主要集中于GECAM天文卫星、SVOM卫星以及ASO-S卫星部分有效载荷的地面初步标定工作。重点研究了GECAM卫星有效载荷伽马射线监测器(GRD)的地面初步标定工作,对GRD探测器进行了能量响应、探测效率、位置响应均匀性、角度响应均匀性的分析研究。

韩韶波[7](2019)在《过渡金属硫化物的光电催化性质的界面效应研究》文中指出在电催化分解水和空气电池的反应过程中,阳极发生的析氧反应(OER)是制约整个过程的关键步骤,因为该反应是四个电子的转移过程,所以需要克服更高的反应势垒才能进行。在众多的催化剂材料中,过渡金属硫化物由于其良好的导电性而受到关注,虽然通过掺杂、调控形貌和结构等方式,可以在一定程度上提高该体系的催化性质,但是在反应过程中,氧化溶解和能量转化效率较低的问题仍然存在。在催化剂表面生长贵金属量子点不仅可以提高催化剂的性质,而且可以加快氧气的解离速率,从而有效缓解氧化溶解的问题。然而这种结构中的贵金属和催化剂同时接触电解质,因此,很难区分究竟是贵金属还是诱导产生的高价态过渡金属离子作为活性位点,所以不利于研究微观反应机制。核壳结构纳米颗粒可以有效地解决这些问题,并且可以量化研究贵金属的局域表面等离子体效应对催化剂的影响。此外,将过渡金属单原子化是另一种有效提升催化剂活性的方法。本论文通过对纳米材料的界面和表面结构进行调控,制备了一系列纳米催化剂,利用透射电子显微镜对材料的微观结构、元素分布以及局域表面等离子体效应进行了精细的表征,然后系统研究了这些催化剂的电催化分解水和金属空气电池的OER性质与微观结构之间的联系。主要研究内容及成果如下:1.通过低能电子能量损失谱揭示核壳结构的界面耦合效应对催化剂性质的影响。制备了两种具有不同界面结构的Au/Ni3S2纳米颗粒:1)Au核与Ni3S2壳层紧密接触——Au@Ni3S2(c-s);2)Au核与Ni3S2壳层之间存在2-4nm空隙—Au-Ni3S2(y-s)。电化学测试结果表明:在没有光照时两种结构的极化曲线相近,在有光照时,在相同的正向电压下y-s的电流密度提高了10倍,而c-s的电流密度只提高了2倍多。低能电子能量损失谱显示界面空隙使得Au与Ni3S2的局域表面等离子体峰发生强烈的耦合,而紧密接触的界面结构中Au与Ni3S2的局域表面等离子体峰没有耦合效应。上述结果表明贵金属Au与催化剂的复合结构界面的空隙能够增强样品对光照能量的利用率,然而紧密接触的界面会将绝大部分光子散射掉。2.研究了核壳结构中的金属界面对等离子体能量传递的影响。在同样的合成体系下制备了Au@Co纳米颗、Au@Co@CoSx三层结构和Au@Co9S8核壳结构。电催化测试表明,没有光照时Au@Co纳米颗粒几乎没有催化活性,而Au@Co@CoSx的过电位为258mV;在光照条件下两种纳米颗粒的催化性质都大大提高;随后测试了样品在不同波长光照下的电催化活性,在550nm波长的光照下Au@Co@CoSx与Au@Co的电流密度都提升了3倍左右,但是Au@Co@CoSx只有在550nm波长光照下催化活性才有提升,而550nm正好是Au纳米颗粒的局域表面等离子体吸收峰位置,这说明光照下催化性质的提升主要是由于Au核的作用。Au@Co9S8与Au@Co@CoSx纳米颗粒的催化性质相近,并且在光照下的提升幅度也很接近,这说明催化活性主要与表面结构相关。3.借助表面Cu2+改性实现ZnS(en)0.5光电解水效率的显着提升。首先制备了有机无机复合结构的ZnS(en)0.5纳米带,然后采用离子置换的方法使Cu2+离子取代纳米带表面的Zn,在纳米带表面形成一层CuS/ZnS;通过调节Cu2+离子浓度形成了不同覆盖度的CuS/ZnS表面层;电催化分解水测试结果表明,当Cu2+离子的量刚好能够取代纳米带表面所有的Zn时催化性质最好。虽然ZnS(en)0.5纳米带自身的导电性很差,但是表面处理后仍可实现与商业IrO2相近的催化性质。4.利用原位电镜直接观察了钠-氧空气电池中Cu单原子/团簇催化OER/ORR反应过程。利用环境透射电子显微镜来研究微观空气电池系统的反应过程,可以实时观察并表征充放电过程中电池材料的形貌和结构变化。结果表明该反应发生在材料表面负载了Cu单原子/团簇的位置,并且可以实现多次充放电循环,选区电子衍射结果表明Cu作为催化剂时该过程的中间产物为六角和立方相Na2O2的混合物。

李梦石[8](2019)在《(5-30)keV单能X射线的实现与测量》文中研究说明通过晶体布拉格衍射产生单能X射线,具备能量和注量连续可调的优点,是X射线探测器标定的首选方案。为了建立(5-30)keV单能X射线辐射装置,开展了晶体单色器和光栅单色器的布拉格衍射研究,调节不同的布拉格角度时要求出射的单能X射线光束的位置保持不变,以准确地进行探测效率标定。拟建立的X射线标定装置需要覆盖的能量范围(5-30)keV,能量范围跨度大,能量范围包括软X射线到硬X射线,通过对晶体、光机和旋转平台的研究,完成了对(5-30)keV装置的搭建与性能测量。同时完成了(0.5-5)keV装置的设计,由于X射线能量在5 keV以下时在空气中容易衰减,所以需要真空环境。本工作内容主要包括:(1)设计新型的旋转平台与激光定位装置,设计一种新型的机械结构使得晶体和X射线源联动,调节晶体的布拉格角θ时,X射线源发生-2θ角的转动,同时保证产生的(5-30)keV的单能X射线出射位置不变。通过对不同靶材料能谱的测量,得到使用铜靶的光机能产生更多的低能光子,测量得到电压误差在1%以内。(2)为了找到在低能量段具有较大的衍射率与稳定性的晶体,展开了对LiF,Si111,Si220三种晶体的性能研究,通过测量,三种晶体在10 keV以下,(10-20)keV与(20-30)keV三个能量段内,LiF的稳定性最好,计数最大。选择LiF作为单晶衍射的晶体,此时装置的稳定性可控制在1.1%以内。(3)为了对(5-30)keV单能标定装置性能测量,展开了对探测器的刻度研究。以蒙特卡洛模拟程序为基础,建立硅漂移探测器和高纯锗探测器的几何结构模型,结合实验条件以及探测器的壳、窗、晶体等的材料尺寸厚度等参数进行结构优化,获得准确可靠的探测器模型,以计算探测器在平行出射X射线源下对不同能量的响应,得到探测效率曲线。使用双晶校准装置对SDD的效率和能量进行标定。(4)对于(5-30)keV单能校准装置进行注量测量、能谱测量、能量稳定性测量、注量稳定性测量,光斑大小的测量与装置单色性测量等工作。测量结果表明,能量最大漂移为0.18%,注量稳定性在1.1%以内,计算得到光斑水平长度为3739.5微米,竖直长度为4455微米,测量得到该装置的单色性控制在3%以内。(5)最后介绍了引力波闪探测器和太阳硬X射线成像仪的部分标定实验。

陈家华,邹鹰,卢启鹏,王勇,薛松[9](2018)在《梦之线光栅单色器温度起伏对能量漂移的影响》文中指出为了确保光栅单色器温度起伏引起的能量漂移不影响光束线的表观能量分辨率,建立了单色器高精度的恒温环境。结合上海光源梦之线设计,根据光栅衍射方程推导出单色器温差与能量漂移之间的关系;据此设计了沿光束方向温度起伏较小的单色器恒温环境,测试了温度控制系统不同条件下的长期温度稳定性,并通过长时间多次测量氮气K边吸收谱的方法,得到了相应的能量漂移。结果显示:温度控制系统未启动的情况下,棚屋内最大温度变化约为0.62K,测得的能量漂移约为49 meV;温度控制系统使用独立冷水机时,最大温度变化约为0.20 K,相应的能量漂移约为17meV。实验表明,建立的单色器恒温环境满足设计要求,使得单色器温差引起的能量漂移对梦之线表观能量分辨率的影响得到有效控制。

何健,徐中民,宋丽,杨铁莹,王纳秀,王劼[10](2017)在《沟槽型X射线两次衍射单色器研究》文中研究说明为获得高能量分辨率、高准直的同步辐射光,应用X射线衍射动力学原理,并依据上海光源小角散射线站光学参数,设计并加工了两次衍射的单晶硅(111)面沟槽型单色器。测量了两反射面平行度、斜切角及摇摆曲线,并对摇摆曲线的测量值进行了误差分析。理论模拟与实验数据对比分析显示:有效减小晶体加工过程中的残余应力导致的晶格畸变、改善晶体形貌、调整斜切角与增加衍射级次可降低晶体的衍射角宽,进而提高出射光的准直性和能量分辨率。经计算,在同步辐射光能量为10keV条件下,单晶硅(111)面沟槽型单色器的本征能量分辨率为1.452×10-4。

二、Johann单色器能量分辨率分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Johann单色器能量分辨率分析(论文提纲范文)

(1)X射线光谱分析技术发展新趋势与新方向(论文提纲范文)

1 XRS光谱分析发展历程简要回顾
2 XRS分析技术发展新趋势与新方向
    2.1 新趋势——单色-偏振-聚焦-全反射X射线荧光光谱联用分析技术
        2.1.1 关键问题
        2.1.2 技术途径
        (1)采用联用技术。
        (2)探索聚焦方式。
        (3)提高器件品质。
        (4)选择高性能晶体。
        2.1.3 应用效果
    2.2 新发展——实验室小型X射线吸收谱分析装置
        2.2.1 XAS
        (1)吸收边。
        (2)边前峰。
        (3)X射线吸收近边结构(XANES)。
        (4)边后展延的X射线吸收精细结构(EXAFS)。
        (5)X射线发射光谱(XES)与共振非弹性散射谱(RIXS)。
        2.2.2 实验室型X射线吸收谱分析装置
        (1)约翰型实验室X射线吸收谱装置
        (2)冯·哈莫斯型实验室X射线吸收谱装置
        (3)约翰逊型X射线光谱测定装置
        (4)杜蒙德和科舒瓦透射式X射线吸收谱实验室分析装置
        2.2.3 不同类型实验室型XAS装置特性比较
        (1)能量分辨率和X射线探测范围。
        (2)高能X射线探测——透射模式。
        (3)几何角效应。
        (4)约翰逊几何设计特点:
        (5)冯·哈莫斯几何设计特点:
    2.3 新方向——μ子X射线光谱分析
3 展望

(2)同步辐射高分辨XES和XAFS方法及其在电催化中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 同步辐射简介
    1.2 同步辐射X射线吸收精细结构(XAFS)谱学方法
        1.2.1 XAFS基本原理
        1.2.2 同步辐射XAFS常规测试方法
    1.3 同步辐射高分辨X射线谱学方法
        1.3.1 非共振X射线发射谱
        1.3.2 共振X射线发射谱
        1.3.3 高分辨荧光探测X射线吸收谱
    1.4 上海光源和BL14W1-XAFS线站简介
        1.4.1 上海光源简介
        1.4.2 BL14W1-XAFS线站简介
    1.5 本论文研究内容
第二章 von Hamos构型高能量分辨X射线发射谱仪
    2.1 引言
    2.2 von Hamos构型谱仪物理设计和搭建
        2.2.1 谱仪构型理论设计
        2.2.2 谱仪结构微调精度理论计算
        2.2.3 von Hamos构型谱仪结构部件选择与搭建
    2.3 谱仪运行与数据获取
        2.3.1 谱仪调试
        2.3.2 谱仪数据采集系统
        2.3.3 数据能量校准
        2.3.4 发射谱数据处理
    2.4 谱仪性能
        2.4.1 谱仪能量分辨率
        2.4.2 谱仪测试结果及分析
    2.5 谱仪优化
        2.5.1 柱面弯晶优化
        2.5.2 弯晶优化后的测试结果及分析
    2.6 本章小结
第三章 原位高分辨发射谱研究Cu基催化剂催化CO_2电化学还原
    3.1 引言
        3.1.1 电化学二氧化碳还原
        3.1.2 差谱分析方法
        3.1.3 基于FDMNES的 XANES模拟
    3.2 Cu_2O/Cu催化剂在ECO_2RR中的电子态变化
        3.2.1 样品制备与原位高分辨发射谱测试
        3.2.2 数据分析与讨论
    3.3 CuPc模型催化剂在ECO_2RR中的结构演变
        3.3.1 样品制备与测试
        3.3.2 数据分析与讨论
    3.4 本章小结
第四章 原位XAFS研究Ni单原子在CO_2电化学还原中的结构演变
    4.1 引言
    4.2 样品制备与测试
    4.3 数据分析与讨论
        4.3.1 催化剂的结构
        4.3.2 ECO_2RR催化性能
        4.3.3 Ni-N-C在 ECO_2RR中的原位XAFS解析
        4.3.4 DFT计算和ECO_2RR机理
    4.4 本章小结
第五章 XAFS解析各类电催化体系中单原子催化剂的结构
    5.1 引言
    5.2 原位XAFS研究Cu单原子催化ECO_2RR
    5.3 XAFS解析复杂体系的Pt基 ORR催化剂
    5.4 驱动CO电氧化的Rh单原子结构解析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本论文工作总结
    6.2 本论文工作不足之处与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(3)LiF双曲面全聚焦弯晶X射线仪器研制和应用(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 弯晶X射线衍射技术的发展
        1.2.1 晶体X射线衍射
        1.2.2 衍射晶体
        1.2.3 曲面晶体衍射起源
        1.2.4 国外单曲面晶体X射线技术发展历程
        1.2.5 双曲面晶体X射线发展历程
        1.2.6 国内曲面晶体X射线衍射技术发展历程
        1.2.7 曲面晶体加工工艺
    1.3 双曲面弯晶X射线的应用
    1.4 论文研究内容
第二章 LiF双曲面全聚焦弯晶X射线器件研制
    2.1 晶体衍射和聚焦
    2.2 双曲面弯晶X射线技术原理
    2.3 双曲面弯晶设计
        2.3.1 双曲面弯晶单色X射线激发和接收
        2.3.2 单色激发双曲面弯晶设计
        2.3.3 双曲面弯晶曲面方程和验证
    2.4 LiF双曲面全聚焦弯晶加工
        2.4.1 双曲面全聚焦弯晶工艺探索
        2.4.2 LiF晶体研磨
        2.4.3 LiF晶体热弯
        2.4.4 LiF晶体粘贴
    2.5 本章小结
第三章 双曲面全聚焦弯晶调试及性能测试
    3.1 单色器调节
    3.2 衍射强度测量
        3.2.1 焦斑处X射线强度
        3.2.2 样品散色X射线强度
        3.2.3 晶体加工工艺一致性试验
    3.3 焦斑尺寸测量
        3.3.1 刀口扫描测量焦斑
        3.3.2 测量焦斑与步距的关系
        3.3.3 测试窗口处焦斑大小
    3.4 本章小结
第四章 双曲面弯晶X射线轻元素检测仪器的研制及应用
    4.1 双曲面弯晶设计
    4.2 LiF(200)热弯程序
    4.3 单色X射线(MWXRF)轻元素检测装置
    4.4 痕量轻元素检测
        4.4.1 标准物质
        4.4.2 管压和管流条件试验
        4.4.3 样品量试验
        4.4.4 校准曲线
        4.4.5 MWXRF精密度测试
        4.4.6 轻元素MWXRF检出限
        4.4.7 轻元素MWXRF样品分析
    4.5 本章小结
第五章 双曲面弯晶X射线重元素检测仪器的研制及应用
    5.1 单色X射线重元素检测仪研制
        5.1.1 衍射17.425keV曲面弯晶设计
        5.1.2 LiF(420)双曲面晶体热弯程序
        5.1.3 单色X射线重元素检测仪设计
    5.2 单色X射线(MWXRF)重元素检测仪在烟用材料中的应用
        5.2.1 单色X射线重元素检测装置
        5.2.2 烟用接装纸和滤棒阳性样品
        5.2.3 烟用材料压样试验
        5.2.4 管压管流条件试验
        5.2.5 校准曲线的绘制
        5.2.6 MWXRF仪器精密度和稳定性
        5.2.7 重元素MWXRF检出限几种计算方法
        5.2.8 不同检出限计算结果比较
        5.2.9 香烟接装纸样品中重元素MWXRF测量
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务及主要成果
致谢

(4)现代实验室型X射线荧光元素分布成像和形态分析技术的研究进展(论文提纲范文)

引 言
1 基于实验室XRF的元素空间分布成像技术
    1.1 聚焦扫描型2D-XRF和3D-XRF元素空间分布探测技术
        1.1.1 硬件的改进
        1.1.1.1 新型X射线光源的发展提高了光源激发效率
        1.1.1.2 X射线聚焦性评估与改进装置的进步
        1.1.1.3 单色和真空系统降低本底和轻元素干扰
        1.1.1.4 微空间偏移拉曼光谱法和共聚焦XRF等联用技术
        1.1.2 计算方法的优化
        1.1.2.1 减小样品异质性带来的误差
        1.1.2.2 矫正几何阴影和改善图像清晰度
        1.1.2.3 挖掘更多样品信息
    1.2 全场型微区XRF成像技术
    1.3 XRF计算机断层扫描技术
2 实验室型X射线吸收谱技术
    2.1 实验室型X射线吸收谱技术硬件发展
        2.1.1 基于布拉格反射模式的聚焦和单色分光系统的发展
        2.1.1.1 超环面弯晶光学分析系统
        2.1.1.2 镶嵌式弯晶光学系统
        2.1.1.3 环面平晶光学系统
        2.1.1.4 球面与柱面弯晶光学系统
        2.1.2 基于劳厄透射模式的聚焦和单色分光系统的发展
    2.2 实验室型X射线吸收谱装置特性比较
3 结论与展望

(5)液氮冷却双晶单色器稳定性测试技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 同步辐射简介
        1.1.1 同步辐射装置的特性及发展
        1.1.2 同步辐射光束线概述
        1.1.3 上海光源简介及束线建设需求
    1.2 同步辐射束线光学
        1.2.1 同步辐射聚焦光学
        1.2.2 同步辐射单色器
    1.3 论文研究内容
第2章 双晶单色器物理及组成
    2.1 晶体衍射运动学理论
        2.1.1 晶体的点阵结构
        2.1.2 劳厄衍射与布拉格衍射
        2.1.3 晶体衍射基本参数
    2.2 (+n,-n)消色散型双晶单色器
    2.3 双晶稳定性对出射光束的影响
    2.4 双晶单色器稳定性研究现状
    2.5 本章小结
第3章 运动参量的高精度检测方法及误差分析
    3.1 运动参量的高精度检测技术
    3.2 单色器转角位移的高精度检测技术
        3.2.1 晶体绝对稳定性测试方案
        3.2.2 双晶相对稳定性测试方案
    3.3 双晶单色器主要运动参量的测试
        3.3.1 单色器转角机构运动性能测试
        3.3.2 单色器高差补偿机构运动性能测试
        3.3.3 单色器双轴转动同步精度测试
    3.4 本章小结
第4章 液氮冷却双晶单色器稳定性测试
    4.1 稳定性分析算法基础
    4.2 晶体绝对稳定性测试
        4.2.1 实验平台搭建
        4.2.2 测试系统的误差分析
        4.2.3 结果与讨论
    4.3 双晶相对稳定性测试
        4.3.1 实验设置
        4.3.2 测试系统的误差分析
        4.3.3 结果与讨论
    4.4 本章小结
第5章 单色器工作波长检测技术的研究
    5.1 衍射光束特性的表征方法
    5.2 光束带宽测量的DuMond图解
    5.3 单色器双晶失谐的模拟分析
    5.4 双晶失谐的在线检测
    5.5 单色器双晶失谐过程的高分辨检测
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(6)伽马射线监测器标定方法的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容
第2章 单能射线标定装置
    2.1 K荧光装置
        2.1.1 K荧光特征辐射原理
        2.1.2 K荧光装置
        2.1.3 K荧光探测结果
    2.2 单晶单能射线标定装置
        2.2.1 装置介绍
        2.2.2 布拉格衍射原理
        2.2.3 单晶标定装置下单能射线的研究
    2.3 双晶单能射线标定装置
        2.3.1 装置介绍
        2.3.2 双晶标定装置下单能射线的研究
    2.4 本章小结
第3章 ASO-S卫星有效载荷的地面标定
    3.1 ASO-S研究意义
    3.2 HXI性能指标
    3.3 HXI初步标定
        3.3.1 探测效率标定
        3.3.2 能量线性标定
        3.3.3 均匀性分析
    3.4 本章小结
第4章 碲化镉探测器的标定
    4.1 研究意义
    4.2 标定过程
        4.2.1 探测效率标定
        4.2.2 能量线性标定
    4.3 本章小结
第5章 GECAM卫星有效载荷的地面标定
    5.1 GECAM研究意义
    5.2 GRD性能指标
    5.3 GRD初步标定
        5.3.1 探测效率标定
        5.3.2 能量线性标定
        5.3.3 均匀性响应测试
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢

(7)过渡金属硫化物的光电催化性质的界面效应研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
        1.1.1 国内外研究现状和发展态势
        1.1.2 水分解的反应路径
        1.1.3 催化剂的结构类型
    1.2 局域表面等离子体效应
        1.2.1 表面等离子体效应的三种作用机制
        1.2.2 如何设计具有特定性质的材料
    1.3 电子能量损失谱
        1.3.1 EELS相对于EDS的优点
        1.3.2 能量区间对应的样品信息
        1.3.3 采集数据时需要考虑的因素
        1.3.4 单色器的简单介绍
    1.4 低能电子能量损失谱
        1.4.1 低能电子损失谱的基本概念
        1.4.2 低能电子损失谱的处理方法
        1.4.3 介电常数的确定
        1.4.4 等离子体峰
    1.5 论文的创新点和结构安排
        1.5.1 本文的主要贡献与创新
        1.5.2 本论文的结构安排
第二章 实验方法
    2.1 样品制备
        2.1.1 Au与Ni_3S_2核壳结构纳米颗粒
        2.1.2 Au与CoS_x核壳结构纳米颗粒
        2.1.3 ZnS(en)_(0.5)与CuS复合结构纳米带
        2.1.4 CuS微米线
    2.2 结构表征
        2.2.1 X射线粉末衍射仪
        2.2.2 扫描电子显微镜
        2.2.3 紫外可见吸收光谱仪
        2.2.4 透射电子显微镜
        2.2.5 能谱分析仪器
        2.2.6 电子能量损失谱
    2.3 电化学测试
第三章 Au与Ni_3S_2核壳结构纳米颗粒电催化性质研究
    3.1 引言
    3.2 实验结果与讨论
        3.2.1 结构表征
        3.2.2 电化学测试结果分析
        3.2.3 EELS表征和FEM模拟分析
        3.2.4 反应后的结构表征分析
    3.3 本章小结
第四章 Au与CoS_x核壳结构纳米颗粒电催化性质研究
    4.1 引言
    4.2 Au与CoS_x核壳结构表征
    4.3 电化学测试
    4.4 本章小结
第五章 ZnS与CuS复合结构纳米带的电催化性质研究
    5.1 引言
    5.2 结构表征
        5.2.1 离子置换前ZnS(en)_(0.5)结构表征
        5.2.2 离子置换后ZnS(en)_(0.5)与CuS复合结构表征
    5.3 ZnS(en)_(0.5)与CuS复合结构纳米带电化学测试
    5.4 本章小结
第六章 原位研究CuS钠氧空气电池的OER与ORR过程
    6.1 引言
    6.2 原位电镜研究方法
    6.3 结果与讨论
    6.4 本章小结
第七章 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果

(8)(5-30)keV单能X射线的实现与测量(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 意大利XACT装置
        1.2.2 美国XRCF装置
        1.2.3 法国SOLEX装置
        1.2.4 德国PANTER装置
        1.2.5 意大利Ferrara装置
        1.2.6 中国HXCF装置
    1.3 研究内容
第二章 单能X射线装置的建立
    2.1 (5-30)keV单能X射线装置的建立
        2.1.1 单能X射线实现原理
        2.1.2 单能X射线源系统
        2.1.3 单晶单色器
        2.1.4 激光定位装置
        2.1.5 限束光阑
        2.1.6 后准直器
        2.1.7 旋转平台
        2.1.8 探测系统
    2.2 (0.5-5)keV装置介绍
        2.2.1 旋转平台
        2.2.2 晶体单色器
        2.2.3 光栅单色器
        2.2.4 X光源
        2.2.5 真空仓
第三章 探测器的标定
    3.1 HPGe能量刻度
    3.2 低能HPGe探测效率模拟
    3.3 SDD探测器能量刻度
    3.4 SDD探测器效率刻度
        3.4.1 SDD探测器效率模拟
        3.4.2 SDD探测效率实验验证
第四章 单能X射线装置的性能测量
    4.1 X射线光机的稳定性测量
    4.2 装置注量稳定性测量
    4.3 装置能谱测量
    4.4 装置单色性测量
    4.5 管电压的测量
    4.6 光斑大小的测量
    4.7 装置注量测量
第五章 探测器地面标定实验
    5.1 硅漂移探测器的刻度
    5.2 GECAM探测器标定
        5.2.1 GECAM设计及指标
        5.2.2 GECAM卫星地面标定方案
        5.2.3 GECAM初步标定实验结果
    5.3 太阳硬X射线成像仪标定
        5.3.1 HXI结构设计及指标
        5.3.2 HXI初步实验结果
        5.3.4 光斑尺寸测量
第六章 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 研究展望
参考文献
作者攻读学位期间的科研成果
致谢

(9)梦之线光栅单色器温度起伏对能量漂移的影响(论文提纲范文)

1 引言
2 能量漂移分析
3 恒温环境建立
    3.1 恒温环境设计
    3.2 温度稳定性测试
4 能量漂移测试
5 结论

(10)沟槽型X射线两次衍射单色器研究(论文提纲范文)

1 沟槽型分光晶体的设计
2 光学参数检测与分析
    2.1 平行度测量
    2.2 晶体斜切角求解与测试方法
    2.3 晶体摇摆曲线理论计算与模拟
    2.4 摇摆曲线FWHM的实验测量与误差分析
    2.5 摇摆曲线FWHM求解
3 沟槽型单色器的分光性能分析
4 结论

四、Johann单色器能量分辨率分析(论文参考文献)

  • [1]X射线光谱分析技术发展新趋势与新方向[J]. 罗立强,沈亚婷,吴晓军. 冶金分析, 2021(12)
  • [2]同步辐射高分辨XES和XAFS方法及其在电催化中的应用研究[D]. 梅丙宝. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
  • [3]LiF双曲面全聚焦弯晶X射线仪器研制和应用[D]. 程大伟. 钢铁研究总院, 2021(01)
  • [4]现代实验室型X射线荧光元素分布成像和形态分析技术的研究进展[J]. 沈亚婷,罗立强. 光谱学与光谱分析, 2021(03)
  • [5]液氮冷却双晶单色器稳定性测试技术研究[D]. 樊奕辰. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
  • [6]伽马射线监测器标定方法的研究[D]. 翟玉丹. 河北科技大学, 2019(07)
  • [7]过渡金属硫化物的光电催化性质的界面效应研究[D]. 韩韶波. 电子科技大学, 2019(04)
  • [8](5-30)keV单能X射线的实现与测量[D]. 李梦石. 南华大学, 2019(01)
  • [9]梦之线光栅单色器温度起伏对能量漂移的影响[J]. 陈家华,邹鹰,卢启鹏,王勇,薛松. 光学精密工程, 2018(09)
  • [10]沟槽型X射线两次衍射单色器研究[J]. 何健,徐中民,宋丽,杨铁莹,王纳秀,王劼. 原子能科学技术, 2017(11)

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Johann 单色仪能量分辨率分析
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