X射線產(chǎn)生和性質(zhì)USTC

X射線的產(chǎn)生和性質(zhì)USTCX射線的產(chǎn)生和性質(zhì)USTCX射線的產(chǎn)生和性質(zhì)USTC射線的產(chǎn)生和性質(zhì)導(dǎo)論1901倫琴(Roentgen)發(fā)現(xiàn)X射線(1895)1914勞厄（Laue）晶體的X射線衍射1915布拉格父子(Bragg)解析晶體構(gòu)造1917巴克拉(Barkla)發(fā)現(xiàn)元素的表記X射線1924塞格巴恩(Siegbahn)X射線光譜學(xué)1927康普頓(Compton等六人)康普頓效應(yīng)1936德拜(Debye)化學(xué)1946馬勒(Muller)醫(yī)學(xué)1964霍奇金(Hodgkin)化學(xué)1979柯馬克和豪森菲爾德（Cormack/Hounsfield）醫(yī)學(xué)1981塞格巴恩(Siegbahn)物理射線產(chǎn)生固體靶源射線管轉(zhuǎn)靶焦點(diǎn)和輻射譜(KramerLaw)連續(xù)譜I(E)=P0KZn(E0-E)/E0I(E)-IntensityE–x-rayenergy(Delta=1eV)W/eVK-constantP0–incidentpower(W)Z-targetatomnumbern1E0–incidentelectronenergy（KeV）特點(diǎn)譜I(E)=BN(Z)F(x)(E0-Ec)mB–ConstantF(x)–TargetmaterialCons.Ec–Criticalenergy同步輻射同步輻射(合肥)實(shí)驗(yàn)大廳(Hefei)Hefei電子儲(chǔ)蓄環(huán)800MeV電子儲(chǔ)蓄環(huán)北京同步輻射實(shí)驗(yàn)室(BSRF)BSRF(Beijing)同步輻射和譜分布SR輻射的能量和功率(Larmorformula)(pere-,perrun)v–Electronvelocityc–LightvelocityMagnetradiuse–electronchargeE–Electronenergym–electronmassInpracticalunits,E-GeV,-m,B–kG,Beam,currentI–A總輻射功率(magnetlengthL)功率譜分布(Integratedtoallangle)合用單位:功率角分布(intgratedtoallwavelength)等離子體源Fe等離子體源Z-壓縮氣體等離子體源氣體等離子體輻射的X射線譜幾種源的譜比較X射線的性質(zhì)射線的吸取LineabsorptioncoefficientMassabsorptioncoefficientAtomabsorptioncoefficientMolabsorptioncoefficientPhotoabsorptionsection重要!!對混雜物和化合物對連續(xù)X射線,和Z的關(guān)系-Bragg-Pierce定律吸取限和跳躍比射線光學(xué)反射光學(xué)平晶彎晶多層膜衍射光學(xué)晶體波帶板光柵吸取吸取片射線反射鏡折射率：-折射因子-衰減因子反射率：單晶X射線光學(xué)資料：Si，Ge，Crystal形狀：平晶，彎晶，球面柱面，環(huán)面，超環(huán)面應(yīng)用：單色器，成像柱面鏡毛細(xì)管X射線透鏡射線波帶板射線探測器正比計(jì)數(shù)器NaI（Tl）閃爍探測器Si（Li）探測器Ge（Li）探測器SiPIN探測器GePIN探測器多（單）絲室X射線CCD微多道板G-M計(jì)數(shù)管電離室膠片，熒光屏X射線衍射（XRD）Debye法同步輻射（SR）XRD裝置（BSRF）納米微晶Fe的X射線衍射曲線與理論計(jì)算結(jié)果的比較Laue法蛋白質(zhì)的Laue衍射圖擴(kuò)展的X射線吸取邊（EXAFS）XANES：30–40eV光電子多重散射EXAFS：大于40eV光電子/散射波干涉射線面貌（白光面貌和雙晶面貌）射線面貌圖X射線成像（XRI）層析術(shù)（吸?。╋@微術(shù)（吸取）全息術(shù)（衍射）減法造影（吸?。┢渌麙呙鑈射線顯微鏡裝置射線顯微術(shù)實(shí)驗(yàn)站顯微圖造影裝置兔耳造影(注入BaFBr）X射線小角散（XRS）X射線光刻（XRL）SRX射線光刻裝置（XRL）X-ray掩膜（mask）掩膜X-ray抗蝕劑（resist）分類：光抗蝕劑X射線抗蝕劑電子束抗蝕劑有機(jī)抗蝕劑無機(jī)抗蝕劑單組分雙組分三組分正性抗蝕劑負(fù)性抗蝕劑單組分雙組分基本樹脂資料+含鹵族元素的光敏感劑三組分Novalok樹脂基體供應(yīng)優(yōu)異的抗干刻蝕特點(diǎn)對輻射矯捷的組分輻照后吸取光子產(chǎn)生強(qiáng)Bronsted酸阻溶劑對光子不敏感但對酸很敏感正性抗蝕劑正性抗蝕劑的襯度曲線p=D0n=D[資料]PMMA(poly(methylmethacrylate))-聚甲基丙烯酸甲酯positivetone,polymerchainscissiontypeElectronbeam,DUV,x-rayandmulti-levellithographyBasicParameters:Molecularweight50-950kg/molSolidscontent4%-10%Glass-transitiontemperature85-106%refractiveindex(for950kat6328?)SolventChlorobenzene,chorobenzene/xyleneMIBK(methyl-iso-butyl-ketone)MEK(methyl-ethyl-kotone)specificgravity-0.85(MIBK)-1.14(chlorobenzene)Flashpoint28OC–chlorobenzene17OC-MIBKAppearancecolorlessliquidFiltrationmSensitivewavelength200-240nmStoreconditionsoneyear,10-21%負(fù)性抗蝕劑（EPB,COP,SAR,RAY-PN）負(fù)性抗蝕劑的襯度曲線11plogD1ｎlogD０D0D分辨率光電子和Auger電子空間分布由Grun射程描述:rgEp抗蝕劑密度Ep光子能量（KeV）rg單位：m=4.5nm(CK),0.83nm(RuL)和0.46nm(AlK)rg=5nm,35nm和65nmX-ray光刻機(jī)（stepper）一些結(jié)果抗蝕劑圖形抗蝕劑圖形LIGA技術(shù)制作三維立體微構(gòu)造元件X射線光刻技術(shù)極大高寬比抗蝕劑圖形LIGA技術(shù)使得構(gòu)造任意形狀側(cè)面的微構(gòu)造集成系統(tǒng)構(gòu)造的尺度可達(dá)幾百m2.整體精確度可保證在m和亞m量級使用的資料可以是金屬，塑料，陶瓷以及它們的組合LIGA技術(shù)的應(yīng)用范圍復(fù)蓋各種不同樣技術(shù)領(lǐng)域范圍微型機(jī)械，顯微光學(xué)，集成光學(xué)，傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及化學(xué)醫(yī)藥和生物技術(shù)特點(diǎn)LIGA技術(shù)使微機(jī)械元件，微光學(xué)元件，微傳感器以及微電子學(xué)可以集成在單芯片上形成微集成系統(tǒng)，這可以極大地減小整個(gè)系統(tǒng)的體積，降低功耗，提高執(zhí)行速度，對高技術(shù)發(fā)展和軍事工業(yè)擁有巨大的吸引力。工藝過程第一步（X-rayLithography）同步輻射X射線經(jīng)過掩摸輻照到涂在電鍍基底上的厚抗蝕劑進(jìn)步行曝光,爾后對曝光的抗蝕劑顯影，形成抗蝕劑圖形第二步（ElectroformMould）進(jìn)行電鑄，去掉電鍍基底和作為圖形的抗蝕劑，獲取一金屬微構(gòu)造型版第三步（Electroformstructures）是一個(gè)回流鑄塑高分子資料過程，即在導(dǎo)電塑料基底上形成電絕緣構(gòu)造。最后經(jīng)過電鑄做成金屬構(gòu)造元件工藝過程（1）工藝過程（2）LIGA技術(shù)應(yīng)用微靜電電機(jī)X射線熒光（XRF）-元素解析同步輻射X射線熒光（SR-XRF）解析用于環(huán)境的監(jiān)測和凈化射線熒光（XRF）的產(chǎn)生KL質(zhì)子，光子和電子激發(fā)的XRF譜熒光產(chǎn)額熒光輝系熒光光譜SR-XRF裝置固體靶XRF裝置SR-XRF環(huán)境應(yīng)用特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)方法1.白光SR-XRF-簡單快速2.單色光SR-XRF–高分辨率3.全反射SR-XRF–高矯捷度監(jiān)測和凈化對像水源土壤空氣生物射線實(shí)驗(yàn)系列化研究近期實(shí)驗(yàn)方法的一些進(jìn)展高原子序數(shù)（Rh后邊的元素）元素的探測第三代同步輻射源供應(yīng)更強(qiáng)的硬X射線探測器改用測量范圍達(dá)到60keV的Ge探測器反射X射線熒光（TR-SRXRF）解析全反射的臨界角和X射線的波長成正比全反射時(shí)X射線進(jìn)入樣品的深度為nm量級探測限可以達(dá)到10-9或10-12g的水平XRF微區(qū)解析（-SRXRF）中空毛細(xì)玻璃管聚焦X射線透鏡SR-XRF用于環(huán)境的監(jiān)測和凈化-我們的一些近期結(jié)果樣品:采自南極,青島海域,淮河流域,舟山,大別山,合肥,廬江,滁州,巢湖,鳳臺(tái)等地植物,動(dòng)物及化石等共計(jì)772個(gè)樣品近期結(jié)果解析方法無標(biāo)樣定量解析逃逸峰的測量和計(jì)算逃逸峰-實(shí)驗(yàn)結(jié)果（植物葉，CoCl2）逃逸峰計(jì)算結(jié)果和峰的測量與計(jì)算和峰-實(shí)驗(yàn)結(jié)果(ZnO)主峰/和峰的理論值與實(shí)驗(yàn)值比較4.植物的SR-XRF譜數(shù)據(jù)庫南極生態(tài)環(huán)境苔蘚，地衣和海藻苔蘚可生長條件與不同樣地質(zhì)相關(guān);地衣可反響陸地生態(tài)系統(tǒng)中新土壤的特點(diǎn);海藻則處于海洋生態(tài)系統(tǒng)中，它們對陸地和海洋環(huán)境的變化十分敏感。海豹，貝殼，海鷗和企鵝海洋動(dòng)物和海鳥是食品鏈中要點(diǎn)環(huán)節(jié)，其骨，肉內(nèi)元素的變化反響了極地天氣，地質(zhì)和生態(tài)變遷。極地植物可做為全球污介入數(shù)的牢固的指示樣品55?5

Fe

企鵝骨（古）?企鵝骨（鮮）55強(qiáng)5峰55CaSr4CoZnArCaScTiMnFeCoCuZnAsSeSrZrHgPb元素動(dòng)物骨元素的變化，與極地食品鏈和極地環(huán)境變遷相關(guān)淮河流域（中下游）污染狀態(tài)沿流向污染重元素含量增高金魚藻（抗富營養(yǎng)污染植物）產(chǎn)地分布2.沿流向金魚藻XFR譜的元素相對峰強(qiáng)（K歸一）Ti,Mn,Fe,Co含量增加主若是富營養(yǎng)污染（N，P，）青島海域污染變化比較不同樣深度青島海藻14年元素含量變化，揭穿海水(沿岸)污染加重樣品及生長帶物理環(huán)境影響海水污染深度分布幾種海藻元素含量變化（99年/85年）海蒿子–淺層污染（Cr,Fe,Ni,Cu,Zn,As,Pb）刺石松–深層污染(Fe,Zn,Sr,Pb)(淺層污染大于深層污染)礦山污染監(jiān)測金魚藻Fe/Mn峰強(qiáng)比：富營養(yǎng)污染度表記植物元素富集特點(diǎn)凈化空氣，水和土壤的植物精選監(jiān)測空氣，水和土壤污染的敏感植物篩鴨毛藻對Br的飽和性富集海帶對I的超富集作用3.海蒿子對As和Sr的超富集4.蓮子葉草（葉）對Pb和Hg的富集速率樹年輪XRF譜結(jié)束語：X射線實(shí)驗(yàn)系列化研究射線技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)四級系統(tǒng)下的三層次模式科研與授課內(nèi)容接軌選修與必修有機(jī)結(jié)合目的對學(xué)生進(jìn)行基本的，全面的和系統(tǒng)的相關(guān)X射線解析和應(yīng)用的理論和