导读:本文包含了射线光谱学论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:射线,光谱,卡尔,效应,氧化锌,光子,霍尔。
射线光谱学论文文献综述
张诗[1]（2017）在《掺镓氧化锌晶体的光谱学特征及其X射线摇摆曲线法评价》一文中研究指出氧化锌是一种新型的宽带隙半导体固体材料,以其优良的光电、导电、压电、气敏、压敏等特点和宽容的制备条件成为半导体材料研究的热点,是第叁代半导体材料。为了改善氧化锌晶体的结晶质量与光电学方面的性能,经常对氧化锌晶体进行掺杂生长。掺镓氧化锌晶体会获得良好的光电性能与结晶质量。本文以水热法生长纯氧化锌晶体与掺杂镓的氧化锌晶体。并利用激光拉曼光谱仪、紫外-可见-红外光谱仪、X射线双晶摇摆曲线检测仪测试研究晶体的结晶质量及晶体缺陷。并为研究合成宝石的结晶质量提供新思路。(本文来源于《中国国际珠宝首饰学术交流会论文集（2017）》期刊2017-11-08）
胡启涛[2]（2017）在《界面电子和化学结构的X射线光谱学研究》一文中研究指出半导体界面电子结构(主要涉及能级位置、禁带宽度等)以及化学结构(主要涉及化学键、原子周围化学环境等)对半导体器件性能有显着影响。X射线光谱学不但可以表征材料的化学结构,例如:化合物的元素组成和含量、化学键等,还可以获得材料从芯能级、价带到导带的完整电子结构。通过深入分析这些信息,不仅可以揭示制约器件性能的关键要素,为器件优化提供指导,还有助于探索界面处可能存在的独特物理现象。因为碳化硅半导体材料具有宽禁带、高迁移率和稳定的化学性质等众多优点,适合制作“极端电子学”器件;而氧化锌半导体材料具有禁带宽度大、激子能量高等诸多优点在光电器件中有极大的应用价值,因此本文以碳化硅和氧化锌为研究对象,开展x射线光谱学研究,获得材料界面的详细电子和化学结构信息,进而探究影响器件性能的物理机理。具体而言,本论文通过化学气相沉积法制备氧化锌/铜铟镓硒异质结,采用磁控溅射法制备非晶碳化硅/铝掺杂氧化锌异质结。通过扫描电子显微镜、X射线衍射表征所生长薄膜的结构,采用X射线光电子能谱、X射线俄歇谱以及基于同步辐射的X射线吸收谱表征所得样品的界面的电子和化学结构。主要研究成果为:一、采用化学气相沉积法通过调控生长温度在铜铟镓硒衬底上实现氧化锌纳米结构的可控生长,获得氧化锌/铜铟镓硒异质结。利用同步辐射光源的偏振特性,通过变角度测量X射线吸收谱表征了所得样品电子结构的各向异性特征。二、利用磁控溅射法在铝掺杂氧化锌衬底上制备了非晶碳化硅薄膜,并通过X射线光谱学分析了界面处化学结构,发现不仅存在Si-C化学成分,还含有Si-Si和Si-O类化学成分。而且在界面处Si-O成分含量较高,且以高价硅氧化物为主,而薄膜中硅氧化物含量下降,且以低价硅氧化物为主,为相关器件优化提供重要信息。上述成果有助于优化基于氧化锌/铜铟镓硒和非晶碳化硅/铝掺杂氧化锌异质结器件性能,为宽禁带半导体材料薄膜的集成提供基础性技术支撑,对氧化锌在光伏组件方面研究以及非晶碳化硅在在光电化学方面应用提供参考。(本文来源于《厦门大学》期刊2017-06-30）
[3]（2017）在《1924年诺贝尔物理学奖——卡尔·西格巴恩因在X射线光谱学方面的研究和发现》一文中研究指出卡尔·西格巴恩1886年12月3日出生于瑞典的厄勒布鲁(Orebro);1906年中学毕业后进入隆德(Lund)大学,并于1911年以"磁场测量"为题获博士学位;1907—1911年在隆德大学物理研究所担任着名光谱学家里德伯的助教,1920年里德伯去世后,他接任物理学教授;1923年他担任乌普沙拉大学物理学教授;1937年任瑞典皇家科学院实验物理学教授,同年瑞典皇家科学院诺贝尔研究所物理部成立,卡尔·西格巴恩任第一届主任。(本文来源于《医疗装备》期刊2017年10期）
宋文成[4]（2015）在《X射线光谱学研究水中Co(Ⅱ)、Eu(Ⅲ)、As(Ⅴ)和U(Ⅵ)的富集机理》一文中研究指出重金属离子和放射性核素在吸附剂上的富集机理和化学形态直接影响到其在环境中的迁移、转化、毒性和生物有效性等行为。因此,研究重金属离子和放射性核素的吸附机理和化学形态的变化规律,对分析和评价重金属离子和放射性核素在环境中的物理化学行为有重要意义。本论文中,我们通过化学和物理的方法成功地制备出具有特殊结构和性能的新型功能纳米吸附剂,并筛选出具有抗砷和富集砷性能的真菌吸附剂。结合静态法,使用x射线光谱学对吸附剂(石墨烯纳米复合材料,磁性材料和真菌)富集重金属离子和放射性核素的作用机理进行了研究和分析。论文的内容分为以下六章：第一章为绪论,首先概述重金属离子和放射性核素污染的现状和简要介绍了其污染的治理方法以及吸附技术影响因素。接着,介绍了x射线光谱学在吸附机理研究上的相关应用。最后引出了本论文的研究内容及意义。在第二章中,使用等离子诱导聚合技术将聚丙烯酰胺(PAM)修饰到氧化石墨烯(GO)表面,制备PAM/GO复合材料,并研究PAM/GO作为吸附剂用于从放射性废水中竞争性去除放射性核素。研究了PAM/GO与放射性核素之间的相互作用以及吸附动力学,结果表明PAM/GO吸附放射性核素受溶液pH值和离子强度的影响。在pH=5.0±0.1和T=295K时,PAM/GO吸附U(VI), Eu(III)和Co(Ⅱ)的最大吸附值分别达到166.14,189.19和95.53mg/g这显着高于GO和其他吸附剂对放射性核素的吸附能力。从温度依赖性吸附等温线计算出的热力学参数(△H0,△S0和△G0),表明PAM/GO吸附放射性核素是一个自发和放热的过程。XPS分析显示PAM/GO吸附放射性核素归功于PAM/GO表面含氧和含氮的官能团,这些官能团可与放射性核素络合。结果都表明PAM/GO在放射性核素污染治理方面具有很好的潜在应用价值。在第叁章中,通过原位聚合技术将β-环糊精(CD)修饰到氧化石墨烯表面(CD/GO),对制备的CD/GO进行扫描电子显微镜(SEM),傅里叶变换红外光谱(FT-IR),X射线光电子能谱(XPS),拉曼光谱和酸碱滴定表征分析。结果表明,CD通过与GO形成化学键修饰在GO表面。我们考察了溶液pH值、离子浓度和吸附剂浓度等对CD/GO吸附Co(Ⅱ)的影响。结果表明CD/GO吸附Co(Ⅱ)在实验条件下受溶液pH值,离子浓度和吸附剂浓度等因素的影响。吸附等温线符合Langmuir吸附模型。在pH=6.0±0.1和T=303K条件下,CD/GO对Co(Ⅱ)的最大吸附值为72.4mg/g,这显着高于GO等材料对Co(Ⅱ)的吸附能力。在水溶液中,CD/GO可以同时去除铀(U(Ⅵ))和腐殖酸(HA)。pH值和离子强度能显着影响CD/GO对U(Ⅵ)和HA的吸附。在低pH值条件下,HA的存在增强了U(Ⅵ)在CD/GO上的吸附；在高pH值条件下,HA的存在降低了U(Ⅵ)的吸附；但U(Ⅵ)的存在促进了HA的吸附。表面吸附的HA在U(Ⅵ)和CD/GO之间起桥梁作用,与U(Ⅵ)形成了稳定的络合物。U(Ⅵ)和HA在CD/GO表面上的吸附等温线符合Langmuir吸附模型。这些结果表明,CD/GO作为富集并去除废水中U(Ⅵ)和Co(Ⅱ)的吸附剂具有潜在的应用前景。第四章主要介绍了聚丙烯酰胺包覆四氧化叁铁磁性颗粒(Fe3O4@PAM)的合成和对U(Ⅵ)离子的富集行为。研究发现,该磁性颗粒可通过磁铁进行磁性分离,U(Ⅵ)离子在Fe3O4@PAM磁性颗粒上的吸附很好的符合Langmuir吸附模型,在pH5.0时Fe3O4@PAM对U(Ⅵ)的最大吸附值为220.9mg/g。根据XPS分析吸附U(Ⅵ)前后Fe3O4@PAM材料,Fe3O4@PAM吸附U(Ⅵ)主要是U(Ⅵ)与Fe3O4@PAM表面含氮功能团络合。吸附在Fe3O4@PAM的U(Ⅵ)可以被酸溶液有效地洗脱。该材料具有很好的再生-重复利用性能,即使5次循环后,再生的吸附剂仍能保持在91%以上的吸附能力。第五章中,我们从砷污染的土壤中筛选出了耐砷真菌米根霉并用米根霉菌丝体从污水中富集As(V)的研究。研究了米根霉菌丝体与As(V)之间的相互作用以及吸附动力学,米根霉菌丝体吸附As(Ⅴ)受溶液pH值和离子强度的影响,并且吸附过程是一个自发和放热的过程。在类似的实验条件下,米根霉菌丝体比其他生物吸附剂有较高的吸附As(V)能力。Langmuir和Freundlich模型被用来拟合实验数据,Langmuir模型比Freundlich模型更符合吸附等温线。根据XAFS分析,在米根霉菌丝体内As(V)被还原成As(Ⅲ),并且As(Ⅲ)与菌丝体内蛋白质中的巯基络合。这些研究表明米根霉菌丝体有望应用于大规模污水中富集As(Ⅴ)。第六章对本论文的研究结果进行总结,并对以后的研究提出一些设想。研究结果从分子水平上揭示重金属离子和放射性核素As(V)和U(Ⅵ)与吸附剂之间的富集机理有重要的参考意义,对阐明重金属离子和放射性核素在污水中的吸附作用过程也有一定的指导意义,为重金属离子和放射性核素进行危害评估以及有效治理提供了有关的理论基础和数据支持。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2015-05-20）
苗泉[5]（2013）在《分子介质中强场激光非线性传播过程及X射线光谱学研究》一文中研究指出强场激光一直是科学家们关注的热点。过去的几十年里，随着强场激光技术的发展以及近年来同步辐射光源和X射线自由电子激光光源的进一步发展，利用激光技术可研究的领域进一步拓展，应用的范围也日益广阔。由此引发非线性光学和X射线散射等相关科学向更加微观、精细的方向发展，并引发各种新现象、新理论的出现，激发了我们研究这一领域的热情。本论文的主要目的在于研究分子介质内部在激光作用下的微观机制，包括激光脉冲在分子介质中的动力学传播过程以及有关X射线光谱学的研究，解释和预测了各种新的非线性光学现象，取得了一些新的研究成果，对理论研究和实验工作均具有重要的意义。本论文的主要研究内容和结果如下：1、双光子吸收光限幅效应首先我们使用时域有限差分法和预估校正运算法则，通过求解描述粒子数密度的速率方程和描述脉冲光场的傍轴波动方程，研究了4,4-二(二苯基氨基)苯乙烯(BDPAS)分子在纳秒脉冲作用下的光限幅效应和动态双光子吸收截面。研究结果表明，介质的厚度及密度、入射脉冲激光的脉宽均是影响光限幅效应和动态双光子吸收截面的重要因素。进一步分析表明，在短脉冲作用下一步双光子吸收起主要作用，动态双光子吸收截面随脉宽成线性增加的关系。当脉宽增加至长脉冲范围时，两步双光子吸收取代一步双光子吸收，成为动态双光子吸收的主要机制。其次我们以4,4-二甲氨基二苯乙烯(BDMAS)分子为例，研究在纳秒及飞秒量级的激光脉冲作用下，溶剂效应对于分子介质的光限幅效应的影响。在纳秒脉冲作用时，我们采用速率方程和光场强度方程;而在飞秒量级的情况时，选取麦克斯韦方程组和密度矩阵方程。研究结果表明，纳秒激光脉冲作用下，当增加溶剂的极性即相对电导率时，光限幅效应略微降低。在飞秒脉冲作用下，光强较高时可观测到双光子吸收的饱和现象，且较强极性的溶剂使得分子介质显示出更宽广的光限幅窗口。但是在光限幅发生的区域内，降低溶剂的极性可以显着降低光强透射率，光限幅行为更加明显。我们进一步拟合计算了动态双光子吸收截面，分析表明，飞秒量级脉冲的作用下一步相干双光子吸收占主导地位，纳秒量级脉冲的作用下两步双光子吸收成为主要吸收机制。最后我们研究了纳秒量级的长脉冲作用下，以反饱和吸收为主要机制的金属酞菁化合物的光限幅效应。基于体系迟豫时间范围跨度较大，将体系分为快变和慢变的两个子体系，并将速率方程多个方程式简化为描述基态粒子数的一个方程式。考虑入射光场脉冲的横向分布，我们使用克兰克—尼科尔森差分方法求解基态粒子数速率方程和光场傍轴波动方程。理论模拟结果显示，酞菁化合物分子具有显着的光限幅特性，并且金属中心元素越重，从基态S0至最低叁重态T1的特征转移时间ST越短，光限幅行为越明显，主要原因是它们具有最大的系间跨越速率。与中心金属元素的作用不同，周边取代基团的作用相对较弱。进一步分析表明，包含单重态和叁重态单光子吸收的两步双光子吸收通道(S0S1)(T1T2)是主要光限幅机制。同时，酞菁化合物分子的光限幅行为明显依赖于光场强度，介质密度等因素。2、双光子吸收面积定理我们以一维不对称共轭分子DBASVP为例，从双光子面积定理和麦克斯韦—布洛赫方程出发，研究超短脉冲在该分子介质中的传播过程和双光子面积的演化规律。双光子面积定理与单光子面积定理的演化规律不同。根据由麦克斯韦—布洛赫方程推导得到的双光子面积演化式，我们计算了双光子面积随传播距离演化的严格数值解。严格的数值解与理论结果展现出不同的面积演化规律，主要原因是严格的数值解考虑了激光脉冲与分子介质作用过程中伴随产生的高次谐波等因素的影响，而双光子面积定理是慢变幅和慢变相近似下的单模电场传播，因此严格数值解更能准确反映双光子面积演化的真实情况。3、局域场效应我们采用预估校正运算法则和时域有限差分法数值求解全波麦克斯韦—布洛赫方程，在不考虑慢变幅近似和旋波近似下，研究局域场效应对于超短激光脉冲在稠密硝基苯胺(PNA)分子中传播过程的影响，并对激光脉冲与稠密分子介质的单光子共振吸收及非共振吸收相互作用过程给出详细的讨论。研究结果表明，单光子共振条件下，在稠密介质中或脉冲强度较强时，局域场效应比较明显，且脉冲传播速度变快，子脉冲之间的时间间隔变短。单光子非共振条件下的结果与单光子共振类似，只是入射脉冲强度提高时，考虑与不考虑局域场效应两种情况下的脉冲时间间隔并没有增加。这说明当入射脉冲强度不同时，局域场效应对于脉冲与介质的相互作用具有不同的影响。4、基于分子解离态的X射线激射我们以HCl分子中的Cl原子核共振激发2p1/26为例，理论模拟这一新的模型可以产生超短连续X射线脉冲。数值模拟计算中，速率方程使用预估校正运算法则求解，解离态X射线激光脉冲强度方程则使用迎风差分法。当分子被自由电子激光泵浦激发到解离状态的核激发态时，会随之产生X射线。其基本原理是核激发态的分子可解离为原子，产生粒子数反转。激光产生效率的关键在于在激光脉冲增益峰脊上，X射线发生自捕获现象，自捕获效应极大地提高了解离态X射线激光放大，这是我们预测的一种新效应。解离态X射线激光可以产生具有较窄谱线宽度的相干内壳飞秒X射线，这对于很多应用具有重要意义，如泵浦—探测时间分辨光谱学。5、X射线拉曼散射：短时间近似我们以单振动模式和双振动模式的模型分子为例，对共振拉曼散射进行快散射分析。研究结果表明，共振拉曼散射过程具有一个有限的特征持续时间，决定于激发态均匀寿命展宽和相对于共振频率的失谐量，因此可用于控制散射持续时间。调谐失谐量还可用于去除高倍频和分子振动软模式的部分，从而达到纯化拉曼光谱的目的。(本文来源于《山东师范大学》期刊2013-04-10）
乔瑞敏[6]（2012）在《新型磁性半导体材料与金刚烃的软X射线光谱学研究》一文中研究指出电子同时具有电荷与自旋的属性,并且长期以来其电荷与自旋属性都在各自的领域内发挥着重要的作用。首先,传统的微电子学主要研究和利用电子作为电荷载体的输运性质,在此基础上研制的各种功能型器件已经构成了现代信息技术的基石。其次,传统的磁学则主要研究和利用电子自旋的属性,并且在微波通讯,信息存储等方面占据重要地位。而近些年出现的自旋电子学,则主要关注固体中电荷与自旋之间的相互作用,并希望同时利用电子的这两个属性,从而研制开发新型的自旋电子学器件。自旋电子学的产生有其深刻的历史背景。首先,众所周知的摩尔定律简单而准确地描述了在过去微电子技术的迅猛发展,如半导体芯片集成度的大幅度提高,以及相应的半导体器件尺寸的缩小。然而,按照此趋势发展,在不久的将来,半导体器件的尺寸将缩小到纳米量级,器件单位面积能耗的急剧上升导致的严重热损伤问题,以及纳米尺度下的量子限域效应,将逐渐成为按照传统原理运行的微电子器件发展道路上不可逾越的障碍。这也促使人们去研究运算速度更快、器件尺寸更小、能耗更低的器件。而且显而易见的是新型器件的运行原理与传统的微电子器件相比,将会产生革命性的变化。此时,具有热损耗小,断电信息不消失等特点的电子的自旋属性便吸引了研究人员的注意。随着各种基于电子自旋运行的原型器件的提出,自旋电子学也成为了近年来发展非常迅速的一个新兴的研究领域。而要想实现性能优异的自旋电子学器件,必须首先寻找这样一种材料或者结构,在其中电子的运动将与材料的自旋磁矩之间存在强的耦合作用。具有室温铁磁性和高自旋极化率载流子的磁性半导体便是符合该要求的材料之一。典型的所谓稀释磁性半导体的制备方法是在现有半导体母体材料中掺杂少量的过渡金属元素,过渡金属元素以替位掺杂的形式进入半导体材料的晶格中,并通过局域的磁性离子与载流子自旋之间的耦合作用,在材料中产生宏观的铁磁性及自旋极化的载流子。低温分子束外延技术制备的Mn掺杂GaAs是目前研究比较成熟的稀释磁性半导体体系。GaAs基稀释磁性半导体的成功为演示及验证科学家提出的自旋电子学原型器件的工作原理提供了原材料。然而,经过全世界的科研工作者十多年的不懈努力,该系列稀释磁性半导体的居里温度最高只能达到200K,远低于实际器件在室温工作的要求。为了获得具有室温铁磁性的材料,研究人员开始转向其他半导体材料基的稀释磁性半导体的研究,研究的范围包括各种氧化物和如氮化物,如ZnO、TiO2、GaN等,以及Ⅳ族半导体Si和Ge等。然而,在大量的研究报道中,不同研究组得到的结果却各不相同甚至互相矛盾。室温稀释磁性半导体的问题在于科研人员都试图通过各种非平衡生长工艺来提高过渡族元素在传统半导体中的掺杂量,进而提高材料的居里温度和饱和磁化强度,然而过渡族元素在半导体晶格中低的溶解度,从根本上限制了替位掺杂量的提高。在这样的背景下,我们课题组突破了半导体晶格的限制,利用低温交替沉积原子层厚度的半导体层与过渡金属层的创新性工艺,转向无序浓磁半导体的研究。课题组成员多年的研究工作表明,该非平衡生长工艺制备的无序浓磁半导体具有稳定的室温铁磁性,对于室温自旋电子学器件有潜在的应用价值。然而,随着我们对无序浓磁半导体认识的加深,一些重要的问题也凸显出来。例如,在之前的室温氧化物浓磁半导体中还没有测量到表征材料载流子自旋极化的反常霍尔效应。并且,虽然无序浓磁半导体的性质与铁磁金属半导体颗粒膜的性质差别很大,这也暗示了我们的浓磁半导体的磁性起源不可能来自铁磁金属颗粒,但是我们并没有给出材料铁磁性起源的直接实验证据。这些问题也正是我们在本篇论文中希望解决的问题。在本论文的工作主要分叁部分,见正文第叁、四、五章。第一部分包括室温非晶浓磁半导体的制备、结构表征、磁性和软X射线光谱研究。主要创新工作如下：(1)我们改进了材料的制备工艺,通过在样品制备腔室中引入少量的氧气,来调控氧化物基浓缩磁性浓磁半导体的性质。我们并最终选择了氧化铟作为母体半导体材料,制备了一系列具有不同载流子浓度而相同钴铟组分比例的钴铟氧浓缩磁性浓磁半导体。(2)该系列的浓缩磁性浓磁半导体都具有室温铁磁性,并且其饱和磁化强度随样品制备时氧分压的增加而减小,与此同时样品的电阻也随氧分压的增加而增大。(3)基于同步辐射的掠入射X射线衍射结果显示,氧分压最小并且磁性最强的样品为非晶结构,而氧分压的增加导致了样品中结晶相的出现,与此相对应,样品的磁性减弱。高分辨电镜数据也再次证明了以上所讲氧分压对材料结构的影响,而且显示了在样品中,不论结晶相还是非晶相中,钴与铟元素的分布都是均匀的。对样品结构表征的结果为磁性起源与样品的非晶相之间建立了直接的关联。(4)软X射线吸收谱显示,氧分压的增加,也对应于钴元素L边吸收谱上特殊吸收峰的出现,并且软X射线磁圆二色谱证明了样品中产生该特殊吸收峰的结晶相对磁性没有贡献,因此样品的磁性起源于其中的非晶相。软X射线磁圆二色谱的结果还同时显示了样品的磁性起源不同于钴金属。第二部分主要是浓磁半导体的正常霍尔效应和反常霍尔效应研究。主要创新工作如下：(1)该系列的无序浓磁半导体的电输运性质经历了金属绝缘体转变,并且远离转变点的绝缘样品在低温下显示变程跃迁导电性。这也为研究一些重要的物理问题,例如变程跃迁区的反常霍尔效应提供了条件。(2)我们首次报道了在实验上观测到的变程跃迁区反常霍尔效应随温度变号的现象,并且发现反常霍尔电阻与纵向电阻的标度关系与现有理论预测不符。依据实验结果,我们指出了温度不同,费米能级以下发生跃迁的局域态的能级不同,而不同局域态电子的自旋-轨道耦合相互作用不同,导致了新奇的标度关系；而在以往的理论处理中,这一项都被当作常数来对待。因此,我们的实验结果对于完善人们对变程跃迁区反常霍尔效应的认识具有重要的意义。第叁部分主要是金刚烃Tetramantane中芯激子与辐射损伤效应的研究。主要创新工作如下：我们利用软X射线吸收谱研究了金刚烃同分异构体[121]与[123]tetramantane分子的辐射损伤效应以及尺寸关联的芯激子现象。软X射线吸收谱显示金刚烃中观测到的是表面激子,而且激子的束缚能比体金刚石中要大近一个数量级。我们发现该芯激子态对软X射线辐射非常敏感,并且[121]与[123]tetramantane分子表现出不同的辐射损伤效应。我们还建立了一个两步模型来解释观测到的跟辐射损伤相关的光化学反应。(本文来源于《山东大学》期刊2012-04-18）
刘纪彩[7]（2009）在《分子介质中强场激光动力学及X射线光谱学研究》一文中研究指出在过去的几十年里,随着超强超短脉冲激光技术的发展及高功率同步辐射光源和自由电子X射线激光器的产生,非线性光学及X射线光谱学取得了突飞猛进的发展,其应用领域和范围也得到了进一步拓展。与此同时,许多处理光与物质相互作用的理论近似方法如旋波近似、慢变幅近似等已经失效,各种新奇非线性光学现象的产生需要人们采用更加严格的理论模型和方法来进行处理和解释。本论文的主要目的在于发展处理激光脉冲和物质相互作用的理论方法,解释和预测各种新的物理现象,主要涉及从红外到X射线波段的有关非线性光学现象。本论文的研究内容主要包括四部分。第一部分涉及双光子吸收(TPA)过程的量子相干控制。我们对TPA过程的旋波近似(RWA)解进行了修正,得到了多能级分子体系中TPA过程的非旋波近似(NRWA)解。基于共振TPA的非旋波近似解,我们还得到了描述脉冲传播过程中其双光子面积演化的面积定理。在第二部分我们分别研究了超短脉冲激光和长脉冲激光在不同分子介质中传播时的一步和两步TPA及其光限幅行为。第叁部分我们对超短激光脉冲传播过程中超连续谱形成、阿秒脉冲的产生和两色超荧光的形成进行了研究。在第四部分,我们提出了一种新的泵浦—探测X射线光谱学方法,即强场激光感应下的X射线吸收和共振非弹性X射线拉曼散射。本论文研究的主要内容与结果如下。一、双光子吸收量子相干控制及双光子面积定理过去人们对TPA过程进行理论研究时大都采用RWA,但是RWA解给出了错误的能级动态Stark移动表达式;而且很多时候由外场引起的体系能级的动态Stark移动还被忽略(RWAZS)。本论文对多能级体系中的近共振双光子相互作用进行了研究,得到了体系的NRWA解析解,其中包含了动态Stark效应及分子固有偶极矩的影响。通过数值计算,我们对TPA的RWA解、RWAZS解、NRWA解及不采用任何近似时几率幅方程的严格数值解结果进行了比较,发现即使是在Rabi频率远小于光场载波频率的弱场情况下,TPA过程的RWA和RWAZS解也可能完全失效,而我们的NRWA解与严格数值解则符合的很好。TPA的NRWA解还表明,体系动态Stark移动的存在使双光子激发下的完全粒子数反转变的难以实现。对于空间固定的分子,可以通过脉冲频率调制或相位裁制来实现粒子数的完全反转。分子的无序排布降低了介质的双光子激发率,使得动态Stark效应不能得到完全的补偿。由共振TPA体系的NRWA解,我们还得到了描述脉冲面积(能量流量)在传播过程中演化的双光子面积定理。虽然双光子面积定理是关于单色激光脉冲双光子面积的演化规律,但是严格的数值计算结果表明,即使在伴有新的电场频率成分产生的情况下,双光子面积定理也能定性的解释脉冲传播的动力学性质,如脉冲的双光子吸收光限幅效应。二、双光子吸收光限幅效应我们分别对飞秒超短脉冲和微秒长脉冲激光在不同分子介质中传播的双光子吸收光限幅效应进行了研究。采用预估校正的时域有限差分法(FDTD)求解全波矢Maxwell-Bloch方程组,我们对超短脉冲激光在有机分子介质4,4′-二甲氨基二苯乙烯中的共振TPA过程进行了模拟。数值计算结果表明体系主要发生一步TPA,在脉冲传播过程中其光限幅行为可以用NRWA近似下的双光子面积定理进行很好的描述。利用脉冲通过介质后光场强度透射率与入射光强的关系,我们对分子的动态TPA截面进行了初步计算,发现随着脉冲持续时间的增加,体系发生两步TPA的几率增大,测得的分子动态TPA截面也不断增大。当微秒时域内的长脉冲激光在介质中传播且涉及到自旋叁重态的两步TPA过程时,利用体系的内部迟豫时间结构,可以将体系分为快变和慢变两个子体系。快速迟豫的各激发态将跟随由基态及最低叁重态组成的慢变子体系进行绝热演化,因此对快变子体系采用绝热近似,同时结合体系粒子数守恒律,可以将多能级体系的速率方程约化为只是关于基态粒子数演化的一个动力学方程。对入射脉冲,考虑光场横向分布的不均匀性,我们利用Cranck-Nicholson方法数值求解光场的傍轴波动方程。将上述理论应用于富勒烯C60,模拟结果表明,长脉冲在C60中的主要光限幅机制为单重态到单重态及叁重态到叁重态之间的两步TPA。体系粒子从基态向最低叁重态的有效转移速率随入射脉冲强度的增加而加快。由于脉冲前沿及远离光轴处光强较弱,粒子数转移速率较慢,此时主要发生的是基态粒子的弱的线性吸收;相反,在脉冲主体和近光轴处由于较高的光场强度引起的快速粒子数转移,体系发生两步非线性TPA,光场被强烈吸收。因此由于介质吸收性质对光场强度的依赖性,透射脉冲会发生严重的形变。由于C60分子单重态及叁重态单光子吸收截面的相对大小依赖于所用的激发波长,因此可以通过改变激发脉冲的波长来获得不同的光限幅效应。同时,由于脉冲传播过程中线性吸收和两步非线性TPA之间的相互转换,传播效应对两步TPA感应的光限幅过程有很大的影响,它依赖于脉冲的强度、吸收介质的长度以及介质的粒子数密度。叁、超短脉冲激发下的非线性光学过程通过数值求解全波矢Maxwell-Bloch方程组,我们还对超短脉冲激光在分子介质中传播时超连续谱的形成、阿秒脉冲的产生以及超荧光的产生进行了研究。对超短脉冲在极性或非极性两能级分子介质中的单光子共振传播,电场频谱的高频成分主要是由脉冲分裂后最前面的子脉冲的自相位调制作用产生的。该子脉冲在传播过程中被压缩,从而可以形成比入射飞秒脉冲持续时间短的多的阿秒脉冲。当入射脉冲面积足够大时,电场形成超连续谱,但是随着脉冲面积的进一步增大,电场频谱的平台特性被破坏,频谱变得离散化。分子固有偶极矩的存在使分子与光场的非线性相互作用增强,固有偶极矩对超连续谱及阿秒脉冲的产生可以起到建设性或破坏性的作用,取决于它与跃迁偶极矩的相对大小。同时,超短脉冲的载波包络相位对脉冲的时空和频谱演化也有很大影响。当考虑分子的含时电离效应时,入射电场基频成分的强度及其振荡特性被减弱,如果电离强度较强,电场高频成分的强度及最前面子脉冲的强度也被减弱。对级联叁能级分子体系,利用超短脉冲的共振双光子激发使体系的粒子数占有率发生反转,在脉冲传播过程中,被反转的分子介质所产生的两色超荧光辐射强度随粒子数密度的增加而增强,而偶极相干失相减弱并延缓了超荧光的产生。超荧光相对于激发脉冲的延迟时间随激发脉冲的强度、粒子数密度及传播距离的增加而减小。当体系粒子数密度较大、相干失相速率较慢时通过介质的超荧光辐射会形成品质较好的频率上转换激光。四、X射线吸收和非弹性X射线拉曼散射在论文的最后一部分我们提出了一种新的X射线泵浦—探测实验方案并以氮气分子为例来说明该一般性理论。一束较弱的X射线激光脉冲将分子中的内层电子激发到某一未占据轨道,使分子处于具有特定对称性的核激发态;而另外一束足够强的可见或红外激光脉冲可以将所产生的内层电子空位转移到具有相反对称性的分子轨道上,从而开通了原先电偶极跃迁选择定则所禁戒的拉曼散射通道。对称性禁戒拉曼通道的强度依赖于内层电子空位跃迁的Rabi周期与拉曼散射有效持续时间及X射线脉冲持续时间的相对大小。我们分别给出了空间固定和自由取向分子的X射线吸收和拉曼散射截面表达式。X射线吸收谱和共振非弹性X射线拉曼散射谱的形状依赖于分子的取向以及X射线与红外激光场的极化方向关系。由强的红外激光场产生的核激发态的Rabi分裂使X射线吸收谱展宽、峰值强度减弱、共振吸收位置发生移动,同时也降低了拉曼散射的几率。缩短入射激光场的持续时间会使拉曼散射谱展宽,出现明显的Rabi分裂成分,同时谱线共振位置的改变也受到散射过程中拉曼和非拉曼成分的相互影响。如果所入射的强红外激光场为少周期脉冲,X射线拉曼散射谱的形状还依赖于该少周期脉冲的绝对载波—包络相位,但是它并不受入射高频X射线脉冲的载波—包络相位的影响。(本文来源于《山东师范大学》期刊2009-04-05）
闫晓辉[8]（2007）在《穴位物质基础的同步辐射X射线成像和光谱学研究》一文中研究指出中医在西方医学没有传入中国之前,在维护中国人生命和身体健康上一直都是处于权威的地位,它是一套完全不同于西方医学的医学理论。但是在现代,中医理论的科学性受到质疑,中医对于疾病的治疗机制的描述比较抽象,对它没有一个以现代科学为依据的说法。作为中医学中的重要组成部分,经络学说也是备受争议的。虽然针灸是一种安全、方便的疾病治疗手段,并且对多种疾病呈现出良好的疗效,也正在得到许多西方国家的承认,但是它依然还是被认为是旁门左道,对于承担它“行血气,营阴阳”“决生死,处百病,调虚实”调节作用的物质基础还没有确定,它如何发挥调节作用也没有被科学地证明。为了证实经络和穴位是否真正存在,很多研究人员使用一些现代的科学方法对经络进行研究。我的主要工作就是基于同步辐射提供的实验方法来研究穴位的形态和元素分布情况。在对穴位形态学的研究上,主要使用了两种成像方法,一种是衍射增强成像的方法,另一种是暗场成像方法。对于穴位处元素分布情况则是使用了X射线谱学的方法:用X射线荧光分析的方法对穴位处进行元素分析,了解穴位处元素聚集情况;一种是X射线吸收精细结构(XAFS)方法研究穴位处不同元素的在穴位处和周围原子的配位情况。衍射增强成像方法(DEI)是一种对边界有很强分辨能力位相衬度成像方法,它可以提取透过样品的X射线中的折射信息,增加了图象中的折射衬度。通过象素处理后的折射图象具有很好的边界衬度,可以分辨不同折射率的软组织边界,在医学应用上面可以突破常规X射线成像方法只能分辨硬组织和软组织的局限性。由于穴位处组织也是软组织,所以把位相衬度成像和针灸二者结合,对穴位形态进行研究,为穴位的功能研究奠定基础。在DEI方法中一般要记录叁张图象,一张是在分析晶体摇摆曲线顶部记录的衍射图象,它有很好的衬度,可以直接用于观察物体的内部结构;另外两张是在摇摆曲线半高宽位置处的高角边和低角边记录的图象,对这两张图象经过象素对象素的处理后可以得到表观吸收图象和折射图象。表观吸收图象和常规X射线图象是相似的,折射图象则记录了折射信息,所以可以分辨样品内部不同折射率的微结构。通过对人体六个穴位在穴位处和非穴位处的折射图象对比分析,发现在穴位区的微管道结构要比非穴位区丰富。这些微管道在穴位处聚集说明它们是和穴位的功能有密切的联系,它们也有可能参与到穴位调节作用中。通过图片还发现随着穴位深度的增加,所显示的结构就越复杂,这可能是由于针刺穴位越深,效果就越明显,所以结构会越来越复杂。暗场成像法(DFI)是在众多成像方法中,除了衍射增强成像方法利用物质对X射线折射引起相位变化产生衬度的成像方法外,另外一种专门以提取折射信息的成像方法。暗场成像方法是和亮场成像相对应的一种成像方式,它制约了图象中的吸收衬度,只关注折射衬度。由于很多研究人员已经在兔子身体上发现了经络和穴位现象,在DFI实验中我们以兔子作为实验动物模型,所用的样品就是从兔子穴位上取得。在兔子穴位样品的DFI图象中可以观察到在兔子穴位处聚集着微管道是非常明显的一个现象。对比了同一张照片上在穴位和远离穴位的两个区域,可以看出它们的对比是比较明显的,在穴位的区域上可以看到管道结构,而在非穴位的区域就比较简单,平整。这些微管道和穴位之间存在的怎样联系,是否也参与了经络活动例如传递信息,运输能量,都需要在进一步的研究。荧光分析是一种非常快速准确的元素分析方法。在生命科学研究中,荧光分析就被用来探测生物体中不同组织中微量元素含量,探测生物组织在不同发展阶段中元素含量的变化,从而使人们更好的了解生命的过程。PIXE和SXRF两种荧光分析方法使用在经络研究中,荧光分析方法发现在穴位的地方有Ca、Zn、Fe等元素的聚集而在非穴位的区域这些元素就含量很少。所以也可以用荧光分析方法作为穴位定位的一个指标。用荧光分析方法发现在人体和兔子穴位处均有Ca和Zn、Fe等微量元素富集,这些元素都是生物体中必须的,在生命机能上担任着重要的作用。它们在穴位处的富集,可以证明穴位是一些特殊的点,在它的特殊功能实现过程中这些元素是参与其中的。它们可能承担针刺过程中产生的信号传递,或者还有其他的功能如能量传递,清楚了解它们的作用将是一个更有意义的课题。为了了解穴位处富集元素是怎样参与穴位调节作用就必须首先了解这些元素如何和周围的原子结合,所以选择了X射线吸收精细结构(X ray absorptionfine structure,XAFS)方法来研究它们的结构,XAFS是一种同步辐射特有的结构分析方法,它可以提供小范围内的原子簇信息。所以在穴位研究过程中,使用XAFS来研究穴位中富集元素和周围环境的结合情况是一种可行的方法。通过对Zn元素的K吸收边XAFS分析,发现Zn元素在穴位处和在穴位外和周围配位基的结合情况是非常不相同的,在所研究的五个穴位样品中,所有穴位内Zn元素第一壳层氧原子数要多于非穴位区。Zn元素在人体中也有信号传递的作用,在穴位的富集和还有不同于非穴位区结构说明Zn在穴位处可能承担着信号传递的特殊功能。对于Fe元素K吸收边XAFS谱的分析中,没有发现在穴位中和非穴位中Fe的配位结构有特别的规律,还需要进一步的分析。通过穴位的形态研究和谱学研究,可以发现穴位处的结构是不同于非穴位的区域,在穴位区会有一些微管道的聚集;同时在穴位处还富集着人体必须的元素Ca和微量元素Zn、Fe等,Zn元素的EXAFS谱线还显示Zn在穴位和非穴位周围的配位情况是不同的,希望这些结果能够对穴位的科学定位和探索元素在穴位中承担的功能提供依据。(本文来源于《复旦大学》期刊2007-04-16）
赵伟[9]（2007）在《X射线吸收光谱学与晶体学结合的锌金属蛋白酶Acutolysin-A和Acutolysin-C酶活中心结构与功能研究》一文中研究指出Acutolysin-A和Acutolysin-C都是来自于皖南尖吻蝮蛇(Agkistrodon acutus)的分子量约为23 kDa的P-I型蛇毒锌金属蛋白酶(SVMPs)，从属于metzincin部落的adamalysin家族。Metzincin部落蛋白的酶活中心具有保守的结构形似性，特别是adamalysin和基质金属蛋白酶(MMP)家族被认为具有一致的蛋白水解机理。本文以Acutolysin-A和Acutolysin-C为蛋白原型，尝试了解其蛋白水解活性的结构基础，同时对adamalysin家族以致metzincin部落的酶活中心催化机理进行了较为广泛的讨论。X射线吸收光谱学(X-ray Absorption Spectroscopy，XAS)在生物学中的应用(BioXAS)在近几年来得到了蓬勃发展。特别是X射线吸收近边结构(X-ray Absorption Near-Edge Structure，XANES)谱定量分析方法的兴起和成功开发，为XAS方法带来了更为强大的应用前景。我们收集和解析了pH 3.0-pH 10.5系列pH值下的Acutolysin-A晶体结构，对先前pH 5.0和pH 7.5下的衍射数据也进行了重修正。不同pH下的结构都显示，一个四肽的羧基端产物存在于底物结合P_1-P_4位点，而在接近最适酶活的pH 9.0结构中还观察到一个叁肽的氨基端产物存在于P_(1')-P_(3')位点。产物与酶的复合物结构暗示了底物与酶的结合态，并且提供了adamalysin家族催化环节机理的直接支持。我们发现，所有pH值下的Acutolysin-A晶体结构都是产物或水分子结合在酶活裂隙的双构象态，小肽产物以52％-62％不等的占有率与酶结合，另一种构象为水分子占有。系列pH值下酶活中心的结构显示，pH值越接近酶活最适pH值时，催化水分子Wat1与保守极化残基Glu143氧原子OE2的距离越近，这验证和进一步精确了先前对pH依赖的蛋白水解活性机理的结构基础上的解释。基于蛋白质晶体学(PX)与BioXAS相结合的理念，我们利用基于同步辐射的XAS技术，测定了系列pH值下的Acutolysin-C的XAS谱。并且使用这一领域新近发展起来的近边定量化分析MXAN程序对pH 8.0和pH 3.0下的近边XANES谱进行了拟合，得到了这两个pH值下的Acutolysin-C溶液态锌中心局域结构。相对于pH 8.0下结构，活性位点Wat1在pH 3.0下要明显远离Glu143残基，这与Acutolysin-A的研究结果相一致。另外观察到在Acutolysin-C的自由态酶活中心存在一个辅助催化水分子Wat2，这在随后收集的1.54 (?)分辨率的pH 7.5晶体结构中也得到了验证。通过结构信息学比较发现，adamalysin和MMP家族的Met-ture后第二位保守性残基(Met+2位，大多为Pro)是Wat2的结构依托，而Met+2位残基的主链羰基总是朝向Wat2存在的‘辅助催化区’(一概都称为‘Pro-Wat2’构型)，这一特性为metzincin部落中辅助催化Tyr残基缺失的家族所共有。我们认为，这种‘Pro-Wat2’构型在metzincin部落内与辅助催化Tyr残基构型具有同等的保守性和催化机理的内在一致性。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2007-03-01）
徐克耀,刘战存,苑红霞[10]（2006）在《西格班对X射线光谱学发展的贡献》一文中研究指出介绍了卡尔西格班的生平,回顾了他为适应不同波长的测量精心改进X射线光谱仪、改进X射线管,发现标识谱中M和N线系所做的重要贡献;精益求精、努力改进仪器装置、善于学习是他成功的重要因素.(本文来源于《首都师范大学学报(自然科学版)》期刊2006年02期）
射线光谱学论文开题报告
（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：
半导体界面电子结构(主要涉及能级位置、禁带宽度等)以及化学结构(主要涉及化学键、原子周围化学环境等)对半导体器件性能有显着影响。X射线光谱学不但可以表征材料的化学结构,例如:化合物的元素组成和含量、化学键等,还可以获得材料从芯能级、价带到导带的完整电子结构。通过深入分析这些信息,不仅可以揭示制约器件性能的关键要素,为器件优化提供指导,还有助于探索界面处可能存在的独特物理现象。因为碳化硅半导体材料具有宽禁带、高迁移率和稳定的化学性质等众多优点,适合制作“极端电子学”器件;而氧化锌半导体材料具有禁带宽度大、激子能量高等诸多优点在光电器件中有极大的应用价值,因此本文以碳化硅和氧化锌为研究对象,开展x射线光谱学研究,获得材料界面的详细电子和化学结构信息,进而探究影响器件性能的物理机理。具体而言,本论文通过化学气相沉积法制备氧化锌/铜铟镓硒异质结,采用磁控溅射法制备非晶碳化硅/铝掺杂氧化锌异质结。通过扫描电子显微镜、X射线衍射表征所生长薄膜的结构,采用X射线光电子能谱、X射线俄歇谱以及基于同步辐射的X射线吸收谱表征所得样品的界面的电子和化学结构。主要研究成果为:一、采用化学气相沉积法通过调控生长温度在铜铟镓硒衬底上实现氧化锌纳米结构的可控生长,获得氧化锌/铜铟镓硒异质结。利用同步辐射光源的偏振特性,通过变角度测量X射线吸收谱表征了所得样品电子结构的各向异性特征。二、利用磁控溅射法在铝掺杂氧化锌衬底上制备了非晶碳化硅薄膜,并通过X射线光谱学分析了界面处化学结构,发现不仅存在Si-C化学成分,还含有Si-Si和Si-O类化学成分。而且在界面处Si-O成分含量较高,且以高价硅氧化物为主,而薄膜中硅氧化物含量下降,且以低价硅氧化物为主,为相关器件优化提供重要信息。上述成果有助于优化基于氧化锌/铜铟镓硒和非晶碳化硅/铝掺杂氧化锌异质结器件性能,为宽禁带半导体材料薄膜的集成提供基础性技术支撑,对氧化锌在光伏组件方面研究以及非晶碳化硅在在光电化学方面应用提供参考。
（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。
射线光谱学论文参考文献
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[8].闫晓辉.穴位物质基础的同步辐射X射线成像和光谱学研究[D].复旦大学.2007
[9].赵伟.X射线吸收光谱学与晶体学结合的锌金属蛋白酶Acutolysin-A和Acutolysin-C酶活中心结构与功能研究[D].中国科学技术大学.2007
[10].徐克耀,刘战存,苑红霞.西格班对X射线光谱学发展的贡献[J].首都师范大学学报(自然科学版).2006
论文知识图
![超强超短脉冲激光的发展及应用[6]](http://image.cnki.net/GetImage.ashx?id=1013217525.nh0003&suffix=.jpg)
