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硬X射线非弹性X射线散射谱是基于第三代高能同步辐射光源快速发展起来的研究凝聚态物质元激发等动力学信息的技术,包括从谱能量分辨1eV量级的X射线拉曼谱或非弹性X射线散射谱,到能量分辨约100meV的共振非弹性X射线散射,再到0.1meV-5meV量级的非弹性X射线散射谱学等多种技术。 分析晶体作为相应谱仪的核心光学部件,一般是通过将一定尺寸(多为4英寸)的Si、Ge、石英、SiC或蓝宝石等单晶片压粘在一定曲率的凹球面玻璃衬底上,来实现对散射X射线的汇聚和能量分析的。依据不同能量分辨和不同工作能量点的需求选取不同尺寸和不同精度的单晶,最常选用的是4英寸的Si单晶,并利用其特定的高指数面对应的能量点和高能量分辨能力,完成散射X射线的能量分析。同时,为了提高接收效率,需要将特定指数面的单晶Si片通过压粘在球面衬底上,实现汇聚功能。 本论文为高能光源拟建设的硬X射线非弹性X射线散射谱学线站所需的分析晶体研制,初步建立4英寸Si单晶分析晶体研制方法和装置,摸索压粘工艺和条件,取得了如下几个方面的成果: 1.建立了4英寸Si单晶分析晶体研制方法,设计并搭建了适用于光学胶粘压和阳极键合粘压的通用气体-弹性膜施压装置,包括自主设计的粘压腔体、气体加压系统、加热系统和电路系统。 2.摸索4英寸Si单晶分析晶体压粘工艺,包括晶片和衬底材料选择和尺寸优化,清洗方法,气压控制,电压控制等。 3.获得了Si(111)、Si(110)和Si(100)三个晶面的胶粘分析晶体,和Si(111)和Si(110)面的阳极键合分析晶体。并利用激光干涉仪和北京同步辐射4W1B站的高分辨荧光谱仪分别进行了面型检测和基于Si(444)面的Cu元素的Kα高分辨X射线发射谱测量。