搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

纳米厚度贫铀/Au多层膜的制备及特性研究

易泰民 邢丕峰 杜凯 郑凤成 杨蒙生 谢军 李朝阳

引用本文:
Citation:

纳米厚度贫铀/Au多层膜的制备及特性研究

易泰民, 邢丕峰, 杜凯, 郑凤成, 杨蒙生, 谢军, 李朝阳

Preparation and characteristic study of nanometer thickness depleted uranium / Au multilayer

Yi Tai-Min, Xing Pi-Feng, Du Kai, Zheng Feng-Cheng, Yang Meng-Sheng, Xie Jun, Li Chao-Yang
PDF
导出引用
  • 理论和实验研究表明,纳米厚度周期调制的贫铀(DU)/Au多层膜材料具有高效的激光X射线转换效率. 采用交替磁控溅射制备纳米厚度的DU/Au平面多层周期结构,通过白光干涉仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱对DU/Au多层膜的几何参数、表面形貌、成分以及界面形貌进行表征.实验结果表明: 8 nm为Au连续成膜的厚度阈值,结合理论计算最优化原子配比,选取DU层厚度为30 nm、Au层厚度为8 nm的调制周期结构;实测周期厚度为37 nm;扫描电子显微镜照片显示DU/Au分层明显; X射线光电子能谱深度刻蚀分析表明DU/Au界面处存在扩散, DU, Au, O三者原子比为73:26:1; 由于团簇效应, Au原子4f电子结合能向高能端移动,没有观察到DU相应的电子结合能移动现象.
    Modeling and experimental results show that the depleted uranium (DU) and Aucocktail nanometer multilayer will improve the X-ray conversion efficiency by reducing energy loss to penetration of the X-ray into the hohlraum wall. DU/Au multilayer plane film is deposited by magnetron sputtering through alternately rotating substrate in front of separate DU and Au sources. The geometry parameter, surface topography, atomic concentration and interface structure of DU/Au multilayer are characterized by white light interferometer, scanning electronic microscope (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Au film becomes continuous when its thickness reaches 8 nm. Combining with theoretical modeling results, 30 nm DU and 8 nm Au multilayer is chosen. The periodic thickness of DU/Au is measured to be about 37 nm. Well-defined Du/Au interface is observed by SEM. Diffusion at DU/Au interface is observed by XPS. The atomic concentration ratio of DU, Au, O is 73:26:1. The binding energy of Au 4f of 8 nm thickness Au film shifts toward high-energy tail about by 0.6 eV. Similar phenomena are unfound in 30 nm thickness DU film.
    [1]

    Kilkenny J 1995 Laser Plasma Interactions (5): Inertial Confinement Fusion (Bristol: Institute of Physics Publishing)

    [2]

    Rosen M D 1999 Phys. Plasmas 6 1690

    [3]

    Wilkens H L, Nikroo A, Wall D R, Wall J R 2007 Phys. Plasmas 14 56310

    [4]

    Callahan D A, Amendt P A, Dewald E L, Haan S W, Hinkel D E, Lzurni N, Jones O S, Landen O L, Lindl J D, Pollaine S M, Suter L J 2006 Phys. Plasmas 13 056307

    [5]

    Nishumura H, Endo T, Shiraga H, Kato Y, Nakai S 1993 Appl. Phys. Lett. 62 1344

    [6]

    Orzechowski T J, Rosen M D, Kornblum H N, Porter J L, Suter L J, Thiessen A R, Wallace R J 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3545

    [7]

    Colobant D, Klapisch M, Bar-Shalom A 1998 Phys. Rev. E 57 3411

    [8]

    Suter L, Rothenberg J, Munro D, Van Wonterghen B, Haan S 2000 Phys. Plasmas 7 2092

    [9]

    Schein J, Jones O, Rosen M, Dewald E, Glenzer S, Gunther J, Hammel B Landen O, Suter L, Wallace R 2007 Phys. Rev. Lett. 98 175003

    [10]

    Wilkens H L, Gunther J, Mauldin M P, Nikrco A, Wall J R, Harding D R, Lund L D 2006 Fusion Sci. Technol. 49 846

    [11]

    Gouder T, Colmenares C A, Naegele J R 1995 Surf. Sci. 342 299

    [12]

    Gouder T 1997 Surf. Sci. 382 26

    [13]

    Bautista L B, Hänke T, Getzlaff M, Wiesendanger R, Opahle I, Koepernik K, Richter M 2004 Phys. Rev. B 70 113401

    [14]

    Wilkens H E, Gunther J, Mauldin M P, Nikroo A, Wall J, Wall D, Wallace R J 2005 Inertial Confinement Fusion Annual Report (San Diego: General Atomics) pp72---74

    [15]

    An T, Wang L L, Wen M, Zheng W T 2011 Acta Phys. Sin. 60 016801 (in Chinese) [安涛, 王丽丽, 文懋, 郑伟涛 2011 物理学报 60 016801]

    [16]

    Xia A L, Han B S 2008 Acta Phys. Sin. 57 545 (in Chinese) [夏爱林, 韩宝善 2008 物理学报 57 545]

    [17]

    Yue J L, Kong M, Zhao W J, Li G Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 1568 (in Chinese) [岳建岭, 孔明, 赵文济, 李戈扬 2007 物理学报 56 1568]

    [18]

    Yi T M, Xing P F, Tang Y J, Zhang L, Zheng F C, Xie J, Li C Y, Yang M S 2010 At. Energy Sci. Techn. 44 869 (in Chinese) [易泰民, 邢丕峰, 唐永建, 张林, 郑凤成, 谢军, 李朝阳, 杨蒙生 2010 原子能科学技术 44 869]

    [19]

    Lai X C, Fu X G, Li G, Zhong Y Q 2005 At. Energy Sci. Techn. 39 139 (in Chinese) [赖新春, 伏晓国, 李赣, 钟永强 2005 原子能科学技术 39 139]

  • [1]

    Kilkenny J 1995 Laser Plasma Interactions (5): Inertial Confinement Fusion (Bristol: Institute of Physics Publishing)

    [2]

    Rosen M D 1999 Phys. Plasmas 6 1690

    [3]

    Wilkens H L, Nikroo A, Wall D R, Wall J R 2007 Phys. Plasmas 14 56310

    [4]

    Callahan D A, Amendt P A, Dewald E L, Haan S W, Hinkel D E, Lzurni N, Jones O S, Landen O L, Lindl J D, Pollaine S M, Suter L J 2006 Phys. Plasmas 13 056307

    [5]

    Nishumura H, Endo T, Shiraga H, Kato Y, Nakai S 1993 Appl. Phys. Lett. 62 1344

    [6]

    Orzechowski T J, Rosen M D, Kornblum H N, Porter J L, Suter L J, Thiessen A R, Wallace R J 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3545

    [7]

    Colobant D, Klapisch M, Bar-Shalom A 1998 Phys. Rev. E 57 3411

    [8]

    Suter L, Rothenberg J, Munro D, Van Wonterghen B, Haan S 2000 Phys. Plasmas 7 2092

    [9]

    Schein J, Jones O, Rosen M, Dewald E, Glenzer S, Gunther J, Hammel B Landen O, Suter L, Wallace R 2007 Phys. Rev. Lett. 98 175003

    [10]

    Wilkens H L, Gunther J, Mauldin M P, Nikrco A, Wall J R, Harding D R, Lund L D 2006 Fusion Sci. Technol. 49 846

    [11]

    Gouder T, Colmenares C A, Naegele J R 1995 Surf. Sci. 342 299

    [12]

    Gouder T 1997 Surf. Sci. 382 26

    [13]

    Bautista L B, Hänke T, Getzlaff M, Wiesendanger R, Opahle I, Koepernik K, Richter M 2004 Phys. Rev. B 70 113401

    [14]

    Wilkens H E, Gunther J, Mauldin M P, Nikroo A, Wall J, Wall D, Wallace R J 2005 Inertial Confinement Fusion Annual Report (San Diego: General Atomics) pp72---74

    [15]

    An T, Wang L L, Wen M, Zheng W T 2011 Acta Phys. Sin. 60 016801 (in Chinese) [安涛, 王丽丽, 文懋, 郑伟涛 2011 物理学报 60 016801]

    [16]

    Xia A L, Han B S 2008 Acta Phys. Sin. 57 545 (in Chinese) [夏爱林, 韩宝善 2008 物理学报 57 545]

    [17]

    Yue J L, Kong M, Zhao W J, Li G Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 1568 (in Chinese) [岳建岭, 孔明, 赵文济, 李戈扬 2007 物理学报 56 1568]

    [18]

    Yi T M, Xing P F, Tang Y J, Zhang L, Zheng F C, Xie J, Li C Y, Yang M S 2010 At. Energy Sci. Techn. 44 869 (in Chinese) [易泰民, 邢丕峰, 唐永建, 张林, 郑凤成, 谢军, 李朝阳, 杨蒙生 2010 原子能科学技术 44 869]

    [19]

    Lai X C, Fu X G, Li G, Zhong Y Q 2005 At. Energy Sci. Techn. 39 139 (in Chinese) [赖新春, 伏晓国, 李赣, 钟永强 2005 原子能科学技术 39 139]

  • [1] 罗进宝, VasiliyPelenovich, 曾晓梅, 郝中华, 张翔宇, 左文彬, 付德君. 离子剂量比在气体团簇多级能量平坦化模式中的作用. 物理学报, 2021, 70(22): 223601. doi: 10.7498/aps.70.20202011
    [2] 吴夏, 魏征. 基于内核构建的Cu-Au-Pd团簇稳定结构优化. 物理学报, 2017, 66(15): 150202. doi: 10.7498/aps.66.150202
    [3] 孙彦乾, 陈黎明, 张璐, 毛婧一, 刘峰, 李大章, 刘成, 李伟昌, 王兆华, 李英骏, 魏志义, 张杰. 超强激光与Ar团簇相互作用中X射线的研究. 物理学报, 2012, 61(7): 075206. doi: 10.7498/aps.61.075206
    [4] 张春艳, 赵清, 傅立斌, 刘杰. 飞秒强激光场中氢原子团簇的各向异性膨胀 . 物理学报, 2012, 61(14): 143601. doi: 10.7498/aps.61.143601
    [5] 何彪, 易有根, 江少恩, 唐永建, 郑志坚. 电子碰撞Ga, As, Pt, W和Au原子Lα X射线产生截面的理论计算. 物理学报, 2009, 58(10): 6879-6883. doi: 10.7498/aps.58.6879
    [6] 朱频频, 刘建胜, 徐至展. Ar原子团簇与飞秒强激光相互作用产生的高能离子计算. 物理学报, 2004, 53(3): 803-807. doi: 10.7498/aps.53.803
    [7] 冯 倩, 黄志高, 都有为. 磁性多层膜磁特性的表面效应. 物理学报, 2003, 52(11): 2906-2911. doi: 10.7498/aps.52.2906
    [8] 程元丽, 赵永蓬, 肖亦凡, 夏元钦, 陈建新, 王 骐. 氩团簇高信噪比13—23nm软x射线辐射谱实验观察. 物理学报, 2003, 52(10): 2453-2456. doi: 10.7498/aps.52.2453
    [9] 杨百方, 缪竞威, 杨朝文, 师勉恭, 唐阿友, 刘晓东. H3+团簇离子与固体相互作用. 物理学报, 2002, 51(1): 55-62. doi: 10.7498/aps.51.55
    [10] 林景全, 张杰, 李英骏, 陈黎明, 吕铁铮, 滕浩. 原子团簇对飞秒激光的吸收. 物理学报, 2001, 50(3): 457-461. doi: 10.7498/aps.50.457
    [11] 崔明启, 缪建伟, 王俊, 崔聪悟, 黎刚, 朱佩平. 软X射线多层膜单色器能量分辨研究. 物理学报, 1997, 46(5): 1015-1021. doi: 10.7498/aps.46.1015
    [12] 黎军, 仝晓民, 李家明. 钴原子团簇电子结构的理论研究. 物理学报, 1995, 44(11): 1727-1733. doi: 10.7498/aps.44.1727
    [13] 袁利祥, 范正修, 殷功杰, 邵建达, 易葵, 崔明启, 刘丽冰, 缪建伟, 陈光辉, 沈孝良. 亚微米光栅周期的软X射线多层膜光栅的衍射效率研究. 物理学报, 1995, 44(2): 184-188. doi: 10.7498/aps.44.184
    [14] 巨新, 施朝淑, 唐孝威, 张南, 高振, 孔繁敖, 朱起鹤. 团簇离子InxP+y激光蒸发的产生. 物理学报, 1994, 43(10): 1587-1592. doi: 10.7498/aps.43.1587
    [15] 何绍堂, 黄文忠, 孙永良, 杨尚金, 蔡玉琴, 何安, 孔令华, 淳于书泰. 激光加热Cu和NaF靶产生的1.2keV区X射线转换效率的测量. 物理学报, 1993, 42(8): 1252-1256. doi: 10.7498/aps.42.1252
    [16] 张钧, 裴文兵, 隋成之, 古培俊. 激光柱形腔靶的X射线温度和X射线转换效率. 物理学报, 1991, 40(3): 424-432. doi: 10.7498/aps.40.424
    [17] 吴志强, 吕向东, 黄文勇, 刘洪图, 金怀诚, 王昌燧, 周贵恩, 吴自勤. 非晶态多层膜和单层膜的低角X射线衍射研究. 物理学报, 1987, 36(5): 591-598. doi: 10.7498/aps.36.591
    [18] 俞鸣人, 杨光, 王迅. 用X射线光电子能谱测定InP(100)清洁表面的原子浓度比. 物理学报, 1983, 32(6): 799-802. doi: 10.7498/aps.32.799
    [19] 蔡伟, 葛森林, 吴自勤. 纯元素厚试样的标识X射线强度比. 物理学报, 1981, 30(7): 895-907. doi: 10.7498/aps.30.895
    [20] 蔡学榆, 尹道乐. 多层膜超导体的邻近效应. 物理学报, 1981, 30(5): 700-704. doi: 10.7498/aps.30.700
计量
  • 文章访问数:  4052
  • PDF下载量:  1210
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-04-19
  • 修回日期:  2012-04-28
  • 刊出日期:  2012-04-20

纳米厚度贫铀/Au多层膜的制备及特性研究

  • 1. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳 621900

摘要: 理论和实验研究表明,纳米厚度周期调制的贫铀(DU)/Au多层膜材料具有高效的激光X射线转换效率. 采用交替磁控溅射制备纳米厚度的DU/Au平面多层周期结构,通过白光干涉仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱对DU/Au多层膜的几何参数、表面形貌、成分以及界面形貌进行表征.实验结果表明: 8 nm为Au连续成膜的厚度阈值,结合理论计算最优化原子配比,选取DU层厚度为30 nm、Au层厚度为8 nm的调制周期结构;实测周期厚度为37 nm;扫描电子显微镜照片显示DU/Au分层明显; X射线光电子能谱深度刻蚀分析表明DU/Au界面处存在扩散, DU, Au, O三者原子比为73:26:1; 由于团簇效应, Au原子4f电子结合能向高能端移动,没有观察到DU相应的电子结合能移动现象.

English Abstract

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回