Photoluminescence of inert-gas ion implanted sapphire after 230-MeV Pb ion irradiation

In the present work the photoluminescence (PL) character of sapphire implanted with 110-keV He, Ar or Ne ions and subsequently irradiated with 230-MeV Pb was studied. The implantation was performed at 320 and 600 K using fluences from 5.0 x 10(16) to 2.0 x 10(17) ions/cm(2). The Pb ion irradiation was carried out at 320 K. The obtained PL spectra showed peaks at 375, 413 and 450 nm with maximum intensity at an implantation fluence of 5.0 x 10(16) ions/cm(2) and a new peak at 390 nm appeared in the He-implanted and subsequently Pb-irradiated samples. Infrared spectra showed a broadening of the absorption band between 460 and 510 nm indicating strongly damaged regions formed in the Al2O3 samples. A possible PL mechanism is discussed.

Isospin diffusion and equilibration for Sn plus Sn collisions at E/A=35 MeV

Equilibration and equilibration rates have been measured by colliding Sn nuclei with different isospin asymmetries at beam energies of E/A = 35 MeV. Using the yields of mirror nuclei of Li-7 and Be-7, we have studied the diffusion of isospin asymmetry by combining data from asymmetric Sn-112 + Sn-124 and Sn-124 + Sn-112 collisions with those from symmetric Sn-112 + Sn-112 and Sn-124 + Sn-124 collisions. We use these measurements to probe isospin equilibration in central collisions where nucleon-nucleon collisions are strongly blocked by the Pauli exclusion principle. The results are consistent with transport theoretical calculations that predict a degree of transparency in these collisions, but inconsistent with the emission of intermediate mass fragments by a single chemically equilibrated source. Comparisons with quantum molecular dynamics calculations are consistent with results obtained at higher incident energies that provide constraints on the density dependence of the symmetry energy.

94MeV Xe离子辐照引起的薄膜硅光学带隙变化研究；Modification of Optical Bandgap of Thin Silicon Films Induced by 94 MeV Xe Ion Irradiation

室温下,用94MeV的Xe离子辐照纳米晶和非晶硅薄膜以及单晶硅样品,辐照量分别为1.0×1011,1.0×1012和1.0×1013ions/cm2。所有样品均在室温下用UV/VIS/NIR光谱仪进行检测分析。通过对比研究了纳米晶、非晶、单晶硅样品的光学带隙随Xe离子辐照量的变化。结果表明,不同结构的硅材料中Xe离子辐照引起的光学带隙变化规律差异显著:随着Xe离子辐照量的增加,单晶硅的光学带隙基本不变,非晶硅薄膜的光学带隙由初始的约1.78eV逐渐减小到约1.54eV,而纳米晶硅薄膜的光学带隙则由初始的约1.50eV快速增大至约1.81eV,然后再减小至约1.67eV。对硅材料结构影响辐照效应的机理进行了初步探讨。

80 MeV/u C-12离子诱变选育PHB高产菌株；A strain of high PHB output by mutagenesis of 80 MeV/u C-12 ions

用80MeV/u12C6+离子对一株积累聚β-羟基丁酸酯(PHB)的芽孢杆菌(BacillusP-9)进行诱变选育,最终获得PHB高产株菌G15,其PHB产量达2.93g/L,与出发菌株相比较,PHB积累量提高了1.5倍。研究结果表明,本试验辐照最佳剂量为15Gy。重离子辐照诱变育种效果显著,具有广阔的发展应用前景。

25MeV/u Kr辐照下PET薄膜的损伤机制研究；Damage Mechanism of PET Irradiated by 25 MeV/u Kr Ions

通过25MeV/u86Kr离子辐照叠层结晶聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET),在不同的电子能损(3.407.25keV/nm)和离子注量(5×10113×1012ions/cm2)辐照条件下,对Kr离子在PET中引起的辐照损伤效应进行了研究。借助傅里叶变换红外光谱分析,通过对样品的红外吸收峰进行扣除基底后的Lorentz拟合,分析了与主要官能团对应的吸收峰强度的变化趋势,研究了化学结构与组分在重离子辐照下的变化规律;利用X射线衍射光谱仪测量,研究了Kr离子在PET潜径迹中引起的非晶化过程,并通过对吸光度和非晶化强度随离子注量的指数衰减规律的分析,获得了不同电子能损离子辐照PET时主要官能团的损伤截面和非晶化截面及对应的潜径迹半径。

Elastic Scattering of He-6 + p at 82.3 MeV/nucleon

Differential cross sections for the elastic scattering of halo nucleus He-6 on proton target were measured at 82.3 MeV/u. The experimental results are well reproduced by optical model calculations using global potential KD02 with a reduction of the depth of real volume part by a factor of 0.7. A systematic analysis shows that this behavior might be related to the weakly bound property of unstable nuclei.

~(12)C与~(209)Bi反应中Au同位素的产额与Q_(gg)的关系；Q_(gg)-Yield Dependence of Au Isotopes in Interaction of 47 MeV/u ~(12)C With ~(209)Bi

用47MeV/u12C离子轰击天然铋靶,通过炮弹和靶核之间的核子转移反应产生Au同位素。使用放射化学方法从大量Bi和复杂反应产物中分离、纯化Au,并制备Au的γ射线测量源。使用HPGe探测器测量放射性Au同位素的γ活性。根据照射结束时Au同位素的活度和其他相关数据,确定每个Au同位素的产生截面。分析发现,缺中子Au同位素的产生截面与Qgg值之间不遵从指数依赖关系,这可用重离子碰撞中的次级过程加以解释。

Studies of K-shell x-ray energy shifts induced by MeV/u heavy ions

This paper reports that the K x-ray spectra of the thin target 47Ag, 48Cd, 49In and 50Sn were measured by an HPGe semi-conductor detector in collisions with 84.5 MeV 6C4+ ions. Our experiment revealed the Kα x-ray energy shifts were not obvious and the Kβ1 x-ray energy shifts were about 90∼110 eV. The simple model of Burch et al has been previously used to calculate the K x-ray energy shifts due to an additional vacancy in 2p orbit. The present work extends the model of Burch to calculate the x-ray energy shifts of multiple ionized atoms induced by heavy ions with kinetic energy of MeV/u. In addition to our experimental results, many other experimental results are compared with the calculated values by using the model.

多丝正比室的研制与25 MeV/u 40Ar + 93Nb反应中轻粒子的发射时间测量

本论文共由两部分组成。第一部分描述了多丝正比室的研制过程。第二部分研究了中能区25MeV/u ~(40)Ar + ~(93)Nb反应中轻粒子发射时间的测量。本论文所研制的多丝正比室灵敏面积为5cm * 5cm。阳极丝由10μm的镀金钨丝组成，丝与丝之间的间距为0.5mm。工作气体为正庚烷，采用感应信号重心读出方法。调试了工作气压在25Torr左右、工作电压～1400v条件下多丝室的工作状态，结果表明该工作条件下，多丝正比室并未工作于正比状态下，须适当增加工作电压和工作气压才能得到较好的位置分辨。并且提出进一步的改进建议。第二部分利用小相对角度内的两粒子关联测量，研究了中能区25MeV/u ~(40)Ar + ~(93)Nb反应中高激发核衰变产生的轻粒子的发射时标。轻粒子发射时间随能量的变化很大，从低能粒子的约500fm/c变化至高能粒子的50fm/c，表明高能粒子来自于热核的早期发射，包含有前平衡发射的粒子，而低能粒子来自于平衡热核的发射。随着入射能的升高和激发能的增加，热核的寿命及其发射时标变短。轻粒子时空演化表明，发射源的核物质密度对轻粒子关联函数的影响较大，尤其是对于发射时间较(τ ≤ 100fm/c)的高能粒子的关联函数，这一影响随着粒子能量降低而减弱。在发射时间较长(τ ≤ 200fm/c)时，这种影响几乎消失。另外随着实验室系角度的增加，平衡发射成分增加，相应地提取的轻粒子的发射时间变长。

96 MEV能量下~(16)O + ~(94)Ni反应机制研究

The pro sectile-like fragments of ~(16)O + ~(64)Ni Reaction (Elab = 96 MeV) were measured by using ionization chamber telescopes. The countour plots of d~36/dndEdz in TKE-θ plane angular distribution integrating over different TKE window. The z-distribution and angular distributions of different fragments from He to O were obtained. The main mechanisms dominating in this reaction were discussed

42 MeV/u~(12)C与~(115)In反应的靶余核

本实验使用放射化学方法测定了42 MeV/u (12)C与~(115)In相互作用靶余核的生成截面。借助高斯电荷分布的假设得到了靶余核的质量分布。将实验得到的质量分布与熔合碎裂模型和级联的两体衰变模型进行了比较。特别值得注意的是，使用统计的两体衰变模型Monte Carlo GEMINI程序计算第一次与实验结果符合得非常满意。同时计算结果也表明：在42MeV/u的轰击能量下，完全熔合对靶余核的产物仍然有很大的贡献。在同样的假设下，得到了靶余核的同位素分布。可以看到，同位素分布的宽度随靶余核原子序数的增加而增加，在此对利用中能重离子反应生成新的远离β稳定线的缺中子核素进行了讨论

10～100 MeV/u能区重离子反应机制的研究

把QMD模型扩展至10～100MeV/A能区，研究了该能区的重离子碰撞，并仔细检验了初始核在基态时传播的稳定性条件。~(40)Ca+~(40)Ca系统，在10 ～ 100MeV/A能区范围内研究了重离子反应机制随入射能量及碰撞参数的演化情况。我们发现，反应机制随能量的变化并不是突然的跃迁，而是一个连续的变化过程，不同的反应机制可以同时存在并发生竞争。在中心碰撞时，反应机制从全融合发展至非全融合，最后演化至碎裂机制。在周连碰撞时，随着入射能量的增加，根据我们提出的关于深部非弹碰撞和参加者－旁观者质量分布的判据，反应机制的可能变化趋势为从非完全融合或深部非弹碰撞到参加者－旁观者，最后发展至碎裂反应。我们知道，目前还没有人用QMD模型来研究过渡能区DIC机制的基本特征，我们还对~(20)(25Mev/A)+~(20)Ne系统周边碰撞时DIC机制的基本特征作了研究，计算结果表明：在中能区，DIC机制仍然存在，同时，在质量分布、旋转效应及能量损失方面具有低能时相同的特征，但与低能DIC的明显差别在于，出射的中间质量碎片已成为质量分布的主要部分，出射的轻粒子数目也相对增多。当碰撞参数小于7fm时，这里存在着不同反应机制的共存及竞争。根据质量分布随时间的演化情况，我们发现，中间质量碎片主要是由动力学过程中平均场涨落引起的动力学不稳定性造成的，统计衰变也贡献较小的一部分。由粗糙估计可以看出，25MeV/A时~(20)Ne+~(20)Ne系统的DIC机制仍然是一个趋向于平衡过程。相又于低能区，中能区的周边碰撞显得相当复杂

46.7 MeV/u~(12)C轰击~(58)Ni、~(115)In、~(197)Au反应中粒子发射研究中子皮及中子分布弥散度对核势的影响

用能量密度公式及小液滴模型给出的费米密度分布，并引入中子皮及中子分布弥散度随中子过剩自由度增加而增加这一因素，计算了重离子反应在相互作用势及熔合位垒。熔合位垒的计算值和实验值符合很好，特别是在中重核区域，改善了以前的计算结果。详细研究了亲近势标度，发现用中子皮及中子分布弥散度的变化能较好地解释中子过剩自由度对新近势标度偏离的影响。本工作对奇异核结构与核反应性质的研究无疑是有用的。我们利用HIRFL提供的46.7MeV/u ~(12)C束轰击~(58)Ni、~(115)In、~(197)Au研究了反应中发射的α粒子角分布和能谱。从速度表象中洛仑兹不变截面等高图中明显看到发射α粒子的三个源。用这三个源的运动模型成功拟合了α粒子能谱，所提取的参数符合费米气体模型计算结果，并讨论了能谱及拟合参数对靶的依赖关系。认为快速源实质上来自弹核碎裂或类弹核碎裂

微/纳米氧化锌（ZnO）的生长、性质及其应用研究

纳米氧化锌（ZnO）是一种直接宽带隙半导体材料，室温下其禁带隙宽为本3.37 eV，激子束缚能为60 meV。纳米ZnO有明显的尺寸效应、表面和界面效应等，物理化学性能优越。在压电材料、铁电材料、平面显示、表面声波、传感器、场发射器件、激光、光催化等方面有着广泛的用途。近年来，对纳米ZnO材料的研究成为国内外的一个热点。 本论文研究了用化学气相沉积（CVD）法制备微/纳米ZnO材料。通过控制实验条件，合成了多种特殊结构和形貌的微/纳米ZnO材料，并用扫描电子显微镜（SEM）、高分辨率透射电镜（HR-TEM）、X-射线衍射仪（XRD）、Raman光谱和光致发光（PL）等对材料的结构和光学性能进行了表征。采用CVD法，在温度为630 °C，氧气流量为15 sccm，氩气流量为300 sccm的条件下，制备了一种纳米带冠四足状ZnO（T-ZnO）。此结构ZnO材料的每根足顶端均有一规则的六方帽形结构，具有很大的比表面积。实验结果表明：合成的ZnO材料为纤维锌矿结构单晶，并且沿着(0001)方向生长；室温下的PL谱有两个激发峰，一个是在393 nm处相对较弱的近带紫外峰，另一个是在511 nm处强峰。而材料在600 °C下氧气中退火30 min后，511 nm附近的绿光激发辐射峰则基本消失了，这说明在511 nm处的绿光激发辐射峰可能是由于氧空位引起的。此外，通过改变实验条件，还得到了其他多种结构的微/纳米ZnO材料。 通过大量实验，找到了一种在低温下合成微/纳米ZnO材料的新方法，即水蒸气氧化法。用ZnI2作为锌源，水蒸气作为氧化剂，实验温度在300～500 °C范围内，大大低于通常CVD法的500～1500 °C。采用此法，用硅做基底，得到了一系列有趣的实验结果，大多数情况下ZnO纳米晶自组装成很规则的圆。而在瓷舟中收集到的纳米ZnO跟普通CVD法结果相似，可以得到锥状、棒状等结构的纳米晶，但其生长方式与硅基底上的有很大差别。此外，用水蒸气氧化法，还实现了ZnO纳米晶在碳纳米管（CNTs）上的直接生长，而且其PL性能增强，这可能是纳米ZnO和CNTs相互耦合的结果。在700 °C温度下，以锌粉和ZnI2作为锌源，用水蒸气作为氧化剂，在硅基底的正反面分别得到了纳米棒和纳米推子阵列。此外，还对水蒸气氧化法的化学反应机理进行了分析，实验结果证明：固态ZnI2在受热和一定真空度下先蒸发成ZnI2分子，ZnI2分子遇到水蒸气发生反应生成偶极ZnO分子，这些ZnO偶极分子在硅基底上通过静电力自组装成特殊的几何形状。 此外，还通过分子动力学模拟的方法，对材料的力学性能进行了研究，得到了ZnO的弹性常数和体弹性模量，模拟值跟其他研究人员的实验和模拟结果吻合得很好，并估出算了ZnO晶体的表面能和断裂韧性。 本论文还对制备材料的光催化性能进行了系统的研究，采用CVD法制备ZnO，对铬黑T（EBT）进行光催化降解实验。通过正交实验方法，得到了ZnO催化降解EBT的最佳工艺条件，即催化剂用量为5 g/L，光照强度为120 W，反应温度为20 °C，反应时间为120 min，EBT浓度为10 mg/L，溶液pH值为4。 在最佳实验条件下，20分钟内有95%的EBT被降解完，30分钟内则全部降解。因此，ZnO在EBT的降解中催化效率很高，在废水处理中具有潜在的应用前景。

Interactions of a femtosecond intense laser with rare gas clusters in a dense jet\

A study on the interactions of high intensity (similar to 10(16) W/cm(2)) femtosecond laser pulses with rare gas clusters in a dense jet is performed. Energy absorption by Ar and Xe clusters is measured and it can be as high as 90%. Very energetic ions produced in the laser interaction with a dense cluster jet are detected by time-of-flight spectrometry and the maximum ion energy of Xe is up to 1.3 MeV. The average ion energies are found to increase with increasing cluster size and get saturated gradually. The average ion energies also show a strong directionality and the average ion energy in the direction parallel to the laser polarization vector is 40% higher than that perpendicular to it. The findings are discussed in terms of a model of charge-dependent ion acceleration.