3.离子束分析技术

专业导论2012核工程与核技摘要从应用的角度讲,核技术主要包括射线和粒子束技术与放射性核素技术。

前者主要包括核分析技术、辐射加工与离子束加工、无损检测、工业核仪表、核医学成像、肿瘤放疗和辐射诱变育种技术等;后者则主要包括放射性核素测年、放射性核素示踪和放射性药物。

射线和粒子束与物质的相互作用是核技术的物理基础,粒子加速器技术和核探测技术是核技术的主要支撑技术。

本文介绍了上述各技术领域的发展,并介绍北京大学的核技术及应用研究工作。

关键词核技术;应用;粒子加速器;核探测技术;射线;粒子束;放射性核素中图分类号TL5;TL8;TL92;TL99;O571.3术姓名：张朝平班级：双核二班学号：201206020212时间：2013-1-3一、培养目标本专业培养适应我国国民经济和国防核科技工业发展需要的，能在核技术及相关专业领域从事研究、设计、生产、应用和管理等的专门人才。

本专业培养的人才应具有良好的数理基础、扎实的专业知识和熟练的专业技能，能够适应核技术各个方向发展的基本需要；同时应具有较好的人文社会科学和管理知识，较高的道德素质和文化素质，身心健康，全面发展。

素质要求：热爱祖国，拥护中国共产党的领导，逐步树立科学的世界观和人生观。

具有健全的法治意识、诚信意识和集体主义精神，具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。

具有较好的人文、艺术修养和文字、语言表达能力，了解历史和世界，积极参加社会实践活动，适应社会发展与进步，具有良好的心理素质和合作意识精神，具有健康的体魄和进取精神。

具有良好的理论基础和扎实的专业知识，掌握熟练的专业技能，勤奋、严谨、求实、创新，有科学精神和奋斗意识。

能力要求：具有较强的获取知识、更新知识和应用知识的能力，良好的表达能力、社交能力和计算机及信息技术应用能力。

在核技术及相关的科研、应用和开发领域，能够综合应用所学知识，发现和分析解决实际问题，具有通过创造性思维进行创新实验和科技研究开发的能力。

聚焦离子束实验报告一、实验目的本实验旨在学习和掌握聚焦离子束（Focused Ion Beam, FIB）的工作原理及操作方法，通过观察和分析实验结果，加深对离子束物理的理解。

二、实验原理聚焦离子束（FIB）是一种将离子束聚焦到微米甚至纳米级别的技术，它具有高能量密度、高精度和高分辨率的特点。

FIB系统主要由离子源、离子光学系统、扫描电极和真空腔组成。

其中，离子源产生的离子束经过离子光学系统的聚焦和校准，最终在扫描电极上形成聚焦点。

三、实验步骤1、样品准备：选择具有代表性的材料或结构作为实验对象，本实验选用硅基底上的金属薄膜。

2、样品清洗：使用有机溶剂和去离子水清洗样品，去除表面的污垢和杂质。

3、样品安装：将清洗后的样品放入FIB系统的样品室，确保样品固定牢固。

4、FIB系统校准：使用校准靶对FIB系统进行校准，确保离子束的聚焦精度。

5、离子束照射：设定合适的电压和电流，将离子束聚焦到样品表面，观察并记录实验现象。

6、数据分析：通过对实验结果的观察和分析，得出结论。

四、实验结果及分析1、硅基底上的金属薄膜经过离子束照射后，表面出现明显的凹坑和凸起，表明离子束具有较高的能量密度和侵蚀性。

2、随着离子束电流的增加，照射区域的形貌变化更加明显，说明离子束的刻蚀能力与电流成正比。

3、通过对比不同材料在相同条件下的刻蚀效果，发现材料的刻蚀速率与材料的力学、物理性能有关。

五、结论本实验通过聚焦离子束技术对硅基底上的金属薄膜进行照射，观察并分析了离子束的刻蚀效果。

结果表明，聚焦离子束具有高能量密度和侵蚀性，可以用于微纳结构的加工和材料的形貌分析。

同时，材料的刻蚀速率与材料的力学、物理性能有关，这为进一步研究材料在离子束作用下的行为提供了依据。

六、实验建议与展望1、在本次实验中，我们发现聚焦离子束技术在材料科学、微纳制造等领域具有广泛的应用前景。

为了更好地掌握这一技术，建议在后续实验中进一步探讨不同材料在不同条件下的刻蚀行为。

核技术应用题库第一章核技术及应用概述1、什么是核技术？答：核技术是以核物理、核武器物理、辐射物理、放射化学、辐射化学和辐射与物质相互作用为基础，以加速器、反应堆、核武器装置、核辐射探测器和核电子学为支撑而发展起来的综合性现代技术学科。

2、广义地说，核技术分为哪六大类？答：广义地说，核技术可分为六大类：核能利用与核武器、核分析技术、放射性示踪技术，辐射照射技术、核检测技术、核成像技术。

3、核能利用与核武器主要利用的什么原理，其主要应用有哪些？答：主要是利用核裂变和核聚变反应释放出能量的原理，开发出能源或动力装置和核武器，主要应用有：核电站、核潜艇、原子弹、氢弹和中子弹。

4、什么是核分析技术，其特点是什么？答：在痕量元素的含量和分布的分析研究中，利用核探测技术、粒子加速技术和核物理实验方法的一大类分析测试技术，统称为核分析技术。

特点：1.灵敏度高。

比如，可达百万分之一，即10-6，或记为1ppm；甚至可达十亿分之一，即10-9，或记为1ppb。

个别的灵敏度可能更高。

2.准确。

3.快速。

4.不破坏样品。

5.样品用量极少。

比如，可以少到微克数量级。

5、什么示放射性示踪技术，有哪几种示踪方式？答：应用放射性同位素对普通原子或分子加以标记，利用高灵敏，无干扰的放射性测量技术研究被标记物所显示的性质和运动规律，揭示用其他方法不能分辨的内在联系，此技术称放射性同位素示踪技术。

有三种示踪方式：1)用示踪原子标记待研究的物质，追踪其化学变化或在有机体内的运动规律。

2)将示踪原子与待研究物质完全混合。

3)将示踪原子加入待研究对象中，然后跟踪。

6、研究植物的光合作用过程是利用的核技术的哪个方面？答：放射性示踪。

7、什么是核检测技术，其特点是什么？答：核检测技术: 是以核辐射与物质相互作用原理为基础而产生的辐射测量方法和仪器。

特点：1）非接触式测量；2）环境因素影响甚无；3）无破坏性：4）易于实现多个参数同时检测和自动化测量。

飞顿离子束-概述说明以及解释1.引言1.1 概述飞顿离子束技术是一种利用加速器产生高能离子束，在固体表面进行材料改性、表面处理和纳米加工的先进技术。

飞顿离子束技术具有高能量、高精度和非接触加工的特点，被广泛应用于材料科学、半导体制造、生物医药等领域。

本文将从飞顿离子束的基本原理、在材料科学中的应用以及技术的发展现状三个方面对飞顿离子束进行详细介绍。

通过对飞顿离子束技术的深入探讨，以期能够更好地认识这一先进技术的重要性，同时也展望其在未来的发展前景。

1.2 文章结构文章结构部分的内容应该主要介绍整篇文章的布局和结构安排。

可以描述本文的章节组成，以及每个章节的主要内容概述。

同时可以提及每个部分之间的逻辑关系和连接，为读者提供整体的阅读框架。

例如：本文分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，将概述飞顿离子束技术的基本概念和本文的研究方向，如何展开对飞顿离子束的研究。

在正文部分，将详细介绍飞顿离子束的基本原理、在材料科学中的应用以及技术的发展现状。

最后，在结论部分，将总结飞顿离子束的重要性，展望技术未来的发展，并对全文进行总结。

通过这样清晰的结构安排，读者可以更加轻松地理解全文的内容，并且能够更好地跟随作者的思路和逻辑推进。

1.3 目的本文旨在介绍飞顿离子束技术，包括其基本原理、在材料科学领域的应用以及目前的发展现状。

通过对飞顿离子束技术的全面介绍，旨在让读者了解这一新兴技术的重要性和潜在应用价值。

同时，本文也将展望飞顿离子束技术的未来发展，并总结其在材料科学领域中的重要性，以期能够为相关领域的研究人员提供参考和借鉴。

章1.3 目的部分的内容2.正文2.1 飞顿离子束的基本原理飞顿离子束的基本原理是利用离子加速器将离子加速到高能量状态，然后将离子束聚焦并注入到目标材料中。

这种加速的过程主要包括三个步骤：加速、聚焦和注入。

首先，在加速阶段，离子会被加速器加速到高能量状态。

这通常是通过电场或磁场来完成的，使离子获得高速运动所需的能量。

聚焦离子束fib测试用途以及注意事项全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：聚焦离子束（Focused Ion Beam，简称FIB）是一种现代化的分析仪器，它利用离子束对材料表面进行切割、雕刻和离子注入等操作，可用于材料性能分析、纳米加工以及器件结构调制等方面。

在科学研究和工程应用中，FIB技术被广泛应用于半导体、材料科学、生物医药等领域。

本文将重点介绍聚焦离子束FIB的测试用途以及注意事项。

一、FIB的测试用途1. 样品切割：FIB技术可以通过离子束切割样品，制备出不同几何形状和大小的样品切片，用于透射电镜、扫描电镜等进一步的显微分析。

这对于研究材料的微观结构和性能具有重要意义。

2. 纳米加工：FIB技术可以对样品表面进行精确的纳米加工，包括雕刻、刻蚀和注入等操作。

通过控制离子束的能量和位置，可以实现微米和纳米尺度的结构制备和调控，为纳米器件的制备和研究提供了重要手段。

3. 局部分析：FIB技术可以结合光学显微镜、扫描电子显微镜等设备，对样品表面进行定位并进行局部分析。

通过离子束的照射，可以实现对材料的表面成分、结构和形貌等信息的获取，为材料性能和组成分析提供了便利。

4. 器件修复：FIB技术可用于器件的故障分析和修复，通过对器件进行切割、磨蚀和掺杂等操作，可以找到故障点并进行修复，提高器件的可靠性和性能。

5. 原位实验：FIB技术可以在扫描电子显微镜或透射电镜平台上实现原位实验，对材料进行局部处理和观察。

这种原位实验可以实现对材料反应、相变和结构演化等过程的实时监测和控制，具有重要的研究意义。

二、FIB的注意事项1. 样品准备：在进行FIB实验前，应对样品进行充分的处理和准备工作。

样品表面应平整干净，避免有氧化物、污渍和尘埃等杂质，以确保离子束对样品的照射效果。

2. 参数设置：在使用FIB进行实验时，需要根据样品的性质和需要进行离子束的能量、电流和面积等参数进行合理的设置。

过小的能量和电流会导致处理效率低，而过大可能会损伤样品。

文物科技检测中的化学元素分析方法概述作者：霍雪松徐作芳来源：《文物鉴定与鉴赏》2015年第12期目前已经应用于考古学领域的化学元素分析技术有：原子吸收光谱、原子发射光谱、x射线荧光分析、中子活化分析、铅同位素分析及离子束分析等。

1.原子吸收光谱原子吸收光谱是基于气态自由原子对同种原子发射出的特征光谱的吸收现象，来确定物质中的元素及其含量的一种分析方法。

任何一种元素的原子，由基态跃迁到激发态所需要的能量是一定的。

如果辐射波长的能量等于原子由基态跃迁到激发态所需要的能量时，就会引起原子的吸收。

原子的吸收取决于原子能级的跃迁，原子由低能被激发到高能，必须吸收相当于两个能级差的能量。

原子吸收光谱正是利用了基态原子对特征辐射光的吸收这一原理。

它的灵敏度较高，适合于分析金属和非金属等有机制品，在考古学中应用得十分广泛。

国外学者曾利用原子吸收光谱仪分析了我国北方晚唐和北宋时期的陶片。

测出了九种主要元素和微量元素的含量，发现不同窑址的陶片有着不同的化学组成。

2.原子发射光谱原子发射光谱是根据物质的原子从激发态跃回基态时发出的光具有一定波长的特征，来确定其所含元素的成分。

原子发射光谱与原子吸收光谱一样，特定波长的光谱线对应于考古标本中特定的元素种类，因此原子发射光谱可用于分析陶瓷器中的常量、微量和痕量元素以及各种金属器物的化学成分。

较为常用的发射光谱有两种，即激光显微发射光谱和电感耦合等离子体发射光谱。

前者利用激光作为光源，具有检测限低、不用制备样品和“无损分析”等优点；后者则利用等离子体作为光源，具有较高的激发能力及分析速度快、范围宽和基体影响小等特点。

我国有一种线装古书，在扉页和封底各装订一张涂有橘红色涂料的纸，这种纸被称为“万年红”。

人们发现凡是装有“万年红”的古籍均未被虫蛀，而同时期或晚期没有装订“万年红”的书籍大部分都严重被虫蛀损。

经过对“万年红”进行激光显微发射光谱的研究，在这种纸涂料里检测出了铅的成分，从而搞清了其防虫蛀的原因。

碳化硅离子束注入石墨的原理一、引言随着现代科技的飞速发展，离子束技术作为材料科学领域的一种重要技术手段，已经被广泛应用于材料改性、薄膜制备、离子注入等多个方面。

其中，碳化硅（SiC）离子束注入石墨的过程，不仅涉及复杂的物理化学反应，而且对于改善石墨材料的性能具有重要意义。

本文旨在深入探讨碳化硅离子束注入石墨的原理，以期为相关领域的科研工作和工业应用提供理论支撑和实践指导。

二、离子束技术基础离子束技术是利用加速器产生的高能离子束，对材料进行轰击、注入或沉积等处理的一种先进技术。

在离子束注入过程中，高能量的离子束通过轰击材料表面，将离子注入到材料内部，从而改变材料的物理、化学或机械性能。

这种技术具有精确控制注入深度、剂量和离子种类等优势，被广泛应用于半导体材料、光学材料、金属材料等多个领域。

三、碳化硅与石墨的特性1.碳化硅（SiC）：碳化硅是一种由碳和硅元素组成的陶瓷材料，具有高温稳定性、高硬度、高耐磨性、良好的热导率以及优异的化学稳定性等特点。

这使得碳化硅在高温、高频、高功率等极端环境下具有广泛的应用前景。

2.石墨：石墨是一种由碳原子以共价键形式形成的层状结构的晶体，具有良好的导电性、导热性、耐高温性和化学稳定性。

然而，石墨的硬度较低，耐磨性较差，这在一定程度上限制了其在某些高端领域的应用。

四、碳化硅离子束注入石墨的过程碳化硅离子束注入石墨的过程主要包括以下几个步骤：1.离子束的产生与加速：首先，通过离子源产生碳化硅离子束，并利用加速器将其加速到所需的能量。

2.离子束的聚焦与扫描：加速后的离子束经过聚焦系统聚焦成细小束斑，并通过扫描系统对石墨表面进行均匀扫描。

3.离子注入：高能碳化硅离子束轰击石墨表面，部分离子通过碰撞、散射等过程进入石墨内部，形成注入层。

4.材料改性：注入的碳化硅离子与石墨中的碳原子发生相互作用，导致石墨的晶格结构、化学成分和物理性能发生变化。

五、碳化硅离子束注入石墨的原理分析1.离子注入机制：碳化硅离子束注入石墨的过程遵循固体物理学中的离子注入机制。