[發(fā)明專利]粒子束激發(fā)真空紫外-可見(jiàn)光波段磁光譜測(cè)試方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710572965.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107219182B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 瓦西里·帕尼洛維奇;李娜;左文彬;付德君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宜昌后皇真空科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/33
• 分類號(hào): G01N21/33;G01N21/21
• 代理公司: 武漢華旭知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42214
• 代理人: 邱琳

本發(fā)明提供了一種粒子束激發(fā)真空紫外?可見(jiàn)光波段磁光譜測(cè)試方法及系統(tǒng)，讓帶電的離子束通過(guò)與電子束中和而形成中性粒子束(原子束)，這種粒子束可以不受磁場(chǎng)影響而對(duì)樣品進(jìn)行激發(fā)，利用原子核能躍遷能引起的電磁輻射反映物質(zhì)內(nèi)部的超精細(xì)結(jié)構(gòu)，并通過(guò)單色儀等裝置對(duì)光信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理和控制，探測(cè)粒子轟擊過(guò)程產(chǎn)生的不同頻段的電磁輻射，包括紅外?可見(jiàn)光?紫外?真空紫外，從而揭示不同層次的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，為新材料的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用提供電子結(jié)構(gòu)依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種粒子束激發(fā)真空紫外-可見(jiàn)光波段磁光譜測(cè)試方法及系統(tǒng)，屬于磁光譜精密檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

深紫外即真空紫外(Vacuum Ultraviolet，簡(jiǎn)稱VUV)。真空紫外波長(zhǎng)在200～100nm，更低可到100～10nm，是探測(cè)一些較深的原子能級(jí)躍遷或固體能帶躍遷的重要光頻段，但尚未得到有效的開(kāi)發(fā)利用。原因在于難以產(chǎn)生真空紫外光譜。普通光源如氙燈、汞燈雖然有深紫外譜線，但強(qiáng)度極弱。更好的辦法是采用深紫外激光器，但深紫外激光的波長(zhǎng)目前都在200～100nm，很難得到100～10nm的波長(zhǎng)。或用激光倍頻方式產(chǎn)生，但倍頻時(shí)功率損失很大，而且頻段往往不足于滿足測(cè)試要求。

其次是采用同步輻射激發(fā)，不足之處是需要使用大型加速器，設(shè)備昂貴，機(jī)時(shí)資源十分有限。

另一種激發(fā)方式是粒子束激發(fā)，目前主要采用電子束和離子束。電子束激發(fā)稱為陰極熒光，原則上可以產(chǎn)生很大范圍的深紫外躍遷。但電子束激發(fā)不能用于測(cè)量磁光譜，因?yàn)殡娮訋в须姾桑诖艌?chǎng)中會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，很難打到置于磁場(chǎng)中的樣品上。

由于相同的原因，離子激發(fā)也不能用于測(cè)量磁光譜。為了揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)，急需一種穩(wěn)定激發(fā)形成真空紫外的裝置和測(cè)試方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種粒子束激發(fā)真空紫外-可見(jiàn)光波段磁光譜測(cè)試方法及系統(tǒng)，讓帶電的離子束通過(guò)與電子束中和而形成中性粒子束(原子束)，這種粒子束可以不受磁場(chǎng)影響而對(duì)樣品進(jìn)行激發(fā)，利用原子核能躍遷能引起的電磁輻射反映物質(zhì)內(nèi)部的超精細(xì)結(jié)構(gòu)，利用磁光譜信息為新材料的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用提供電子結(jié)構(gòu)依據(jù)。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供了一種粒子束激發(fā)真空紫外-可見(jiàn)光波段的磁光譜測(cè)試方法，包括以下步驟：

(1)在真空環(huán)境下，利用激發(fā)源產(chǎn)生質(zhì)子束噴出，質(zhì)子束經(jīng)過(guò)離子束中和器發(fā)生中和，形成中性的載能原子束，載能原子束傳輸至樣品臺(tái)內(nèi)放置的樣品的表面，激發(fā)樣品的表面層中的原子，激發(fā)態(tài)的原子的電子躍遷產(chǎn)生紫外光譜；

(2)控制樣品臺(tái)內(nèi)的電磁鐵使其產(chǎn)生的磁場(chǎng)平行或垂直紫外光譜的傳播方向；在磁場(chǎng)作用下的紫外光譜依次經(jīng)過(guò)靜電聚焦透鏡、光彈性調(diào)制器和線偏振器進(jìn)入單色儀；

(3)紫外光譜經(jīng)單色儀處理后，經(jīng)過(guò)光電倍增管將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)由穩(wěn)流器反饋至鎖相放大器；同時(shí)經(jīng)過(guò)光彈性調(diào)制器的振蕩信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)入鎖相放大器；

(4)鎖相放大器將信號(hào)輸入至計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。

步驟(1)所述質(zhì)子束經(jīng)過(guò)離子束光闌達(dá)到離子束中和器發(fā)生中和，形成中性的載能原子束后經(jīng)過(guò)粒子束光闌達(dá)到樣品的表面。

步驟(2)所述磁場(chǎng)為穩(wěn)恒磁場(chǎng)。

步驟(2)的樣品處于10-300K的低溫環(huán)境中。