科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展已經(jīng)越來越不滿足宏觀尺度下的材料觀測,針對復(fù)雜無序材料中nm^μm尺度下的諸多科學(xué)問題,如相位分離、組織或分子結(jié)構(gòu)變化等動力學(xué)過程,逐步發(fā)展出一門新興的實(shí)驗(yàn)技術(shù):X射線光子相關(guān)譜（X-ray Photon Correlation Spectroscopy,簡稱XPCS）技術(shù)。XPCS技術(shù)是一種能在微觀尺度上觀測大的分子或粒子集團(tuán)等動態(tài)過程的新技術(shù),具有散射矢量大、探測尺度小、能探測不透明材料系統(tǒng)、不受多重散射影響等諸多優(yōu)點(diǎn),其研究目標(biāo)最小可達(dá)到納米尺度。XPCS不僅在軟物質(zhì)如溶液擴(kuò)散動力學(xué)、聚合物平衡態(tài)轉(zhuǎn)變上得到諸多應(yīng)用,人們同時也在積極探索硬物質(zhì)如半導(dǎo)體、鐵電體、磁性材料中納米級尺度的動力學(xué)行為。因此,XPCS方法學(xué)受到越來越廣泛的關(guān)注。第三代同步輻射光源廣泛使用之前,由于無法得到具有良好相干性的X射線,XPCS方法發(fā)展緩慢,實(shí)驗(yàn)普遍應(yīng)用可見光（激光）光子相關(guān)譜技術(shù)。隨著X射線先進(jìn)光源技術(shù)的不斷進(jìn)步,越來越多的相干性良好的第三代乃至第四代同步輻射光源和X射線自由電子激光（X-ray free electron laser,簡稱XFEL）投入運(yùn)... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

XPCS原理示意圖

基于軟 X 射線的光子相關(guān)譜裝置構(gòu)建振動的紅外和拉曼光譜[9, 10]，或允許研究較慢過程的寬帶介電光譜，如變相關(guān)的α弛豫[11]。在為聚合物動力學(xué)提供相關(guān)尺度空間/時間分辨率的中子散射技術(shù)最常用，因?yàn)槌丝臻g分辨率，氘標(biāo)記增加了選擇性，并復(fù)雜聚合物材料中特定基團(tuán)或鏈段的運(yùn)動[12]。但是通過上述光散射技術(shù)研究應(yīng)用有限，近來光子相關(guān)譜技術(shù)在慢動力學(xué)研究中備受關(guān)注，其能動的散射強(qiáng)度時間相關(guān)函數(shù)[13]直接測量動態(tài)結(jié)構(gòu)。

研究對象為懸浮液或膠體中的顆粒、圍為 nm 至μm。由于可見光（激光）PCS（Laser Phot稱 LPCS）技術(shù)具有相干性好、不會破壞被測樣品，可以用來探測粒子的有效粒徑、帶電量、擴(kuò)散系數(shù)Ne 激光光子相關(guān)光譜方法，本課題組首先觀察到了.29PT 等鐵電體單晶中極化團(tuán)簇的弛豫過程，極化團(tuán)5]。雖然 LPCS 可測量較寬時間尺度范圍內(nèi)的動力學(xué)的波長限制，僅適用于研究少數(shù)有限系統(tǒng)中的動力學(xué)量嵌段共聚物[16-20]，其可研究的長度尺度約為 200~術(shù)僅限于透明樣品，對于不透明或較厚樣品無法適了可見光 PCS 技術(shù)和 XPCS 技術(shù)可觀測的空間尺度源，可研究小尺度（約 1~100 nm）的慢過程動力學(xué)0-7~103秒，是對可見光 PCS 的有效補(bǔ)充。


本文編號：2950502