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本工作在武汉大学建立了我国首台加速器—透射电子显微镜联机装置,并进行了初步应用。(1)联机装置由美国通用离子公司(General Ionex Co.) 1.7MV串列加速器、国产200kV离子注入机和日立H800型透射电子显微镜组成,经自行设计的离子传输管道进行了联机实验,离子传输系统用LEADS软件进行了光路优化。来自串列加速器的离子束经开关磁铁后直接进入联机离子光路;来自离子注入机的离子束经90°磁偏转、磁四极透镜聚焦进入联机光路,直至透射电子显微镜样品室。(2)用离子注入机进行了气体离子引入透射电子显微镜的实验,进行了单晶Si、GaAs、Ag纳米晶、InP和超临界反应堆材料的初步的原位或离线实验。束流调试表明,1 1 5keV氮离子在透射电子显微镜入口测得束流强度最高可达180nA,透射电子显微镜样品可在倾斜52。条件下进行离子辐照。加速器、离子注入机、透射电子显微镜可独立运行,互不影响,也可联机运行,满足注入样品原位观测微结构变化的要求。对单晶Si和Ag纳米晶样品的离子注入的原位结构观测结果表明,样品在注入至一定剂量时发生明显的多晶化和非晶化,单晶Si出现非晶化的临界剂量在1014cm-2。(3)在加速器-透射电子显微镜联机光路上设计并安装了在线RBS靶室,可扩展到对离子束辐照的材料进行元素成分和晶格定位测试。建立了计算机自动化控制的RBS/C系统:由计算机多道数据采集卡、样品架步进电机控制器及相应集成电路模块、LabVIEW控制程序及相应电子学模块部件等构成,能自动快速地找到背散射沟道。(4)用计算机控制的RBS/C装置进行了单晶硅、GaAs等晶体材料的背散射沟道测试,获得了结晶度和半角宽度等基本数据。实验表明,此RBS/C系统运行正常。