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BeH2具有独特的性质:无色透明、无定形结构、原子序数低、氢含量高(18.28wt%)等。由于制备高纯度BeH2较困难而且含铍化合物具有高毒性,所以人们对其研究较少。在激光热核聚变研究中,BeH2是用着靶丸烧蚀层最适合的物质之一。它具有良好的流体动力学特性。在具有高热核增益因子的反应堆靶燃烧时,从靶中心区传出的热冲击波可以达到的温度,不仅高于DT反应阈值,而且还明显高于DD反应阈值,含热核燃料的壳层—烧蚀层(BeD2或BeDT)燃烧将显著地增加靶的能量效益。 金属Be不能直接与H2化合生成BeH2。本文采用元素化学气相沉积(蒸发Be原子和H等离子体反应)和金属有机化学气相沉积(有机Be蒸汽和H等离子体反应)2种途径来制备BeH2薄膜。其中元素化学气相沉积方法的放电方式分别采用了空心阴极放电、电容放电、电感放电来激发H等离子体。 在金属有机化学气相沉积方案中,采用二叔丁基铍作为原料。首先尝试了二叔丁基铍在衬底上热解的方式,结果发现难以制备出较厚、纯度较高的BeH2薄膜。接着又采用了等离子体辅助沉积法,实验发现如果将有机铍从H等离子体中心通入,制备的薄膜呈淡黄色,红外光谱中有较强的C-H键振动峰。这是由于等离子体中心的高能量电子将有机铍分子打断成碳氢片段,生成了碳含量高的薄膜。为了解决这个问题,本文中在等离子产生室的下喷口处设置一个中心开有一个小孔的金属挡板,将有机铍的进气方法改为侧面进气。这样有效的将高能量电子约束在石英管中,而激发态H原子从小孔中喷出,与侧面进入的有机铍分子反应。激发态H原子提供能量将二叔丁基铍的Be-C键打断,活性B原子和活性H原子反应生成BeH2分子并沉积成薄膜。该方法成功地制备出了透明的BeH2薄膜。 本文还建立了BeH2加热分解系统和微量氢气测量系统来分析BeH2的纯度。采用IR、UV、XPS、SEM、XRD、ICP、气相色谱等方式表征了BeH2薄膜。在理论上,采用DFT构建了BeH2的链状结构、网状结构,并进行了振动频率分析,为深入解析BeH2红外光谱奠定了基础。采用谐振子模型研究了BeHBe、BeH2Be结构中H原子的振动情况,与DFT计算结果基本一致。