红外同步辐射及其应用.pptVIP

Fig.9QbranchofNO2measuredinthefarinfraredrangewitharesolutionof0.004cm-1witha28mmultiplereflectioncellat1mbarpressure.B：表面物理金属和半导体材料表面吸附物的振动频率主要在10-1000cm-1之间，在金属基底上的吸附物的振动频率主要是垂直于吸附表面的，入射光需要以掠入射的方式，通常表面振动谱非常弱，以CO在Cu表面吸附为例，一个单层吸附引起的反射率改变仅0.1%，因而需要高亮度的光源来获得足够好的信噪比图8：红外同步辐射与表面吸附键相互作用示意图CuSRIRC：红外同步辐射显微光谱众所周知，显微光学系统的光程长，以接近准直的方式进入显微镜头，光学镜头的口径也都比较小，这样系统的（光源面积×发散度）就很小，光源需要有足够的亮度才能保证足够的信澡比。常规热红外光源的亮度非常低，这就是常规红外显微光谱信澡比非常低的原因，这是与生俱来的。红外同步辐射的高亮度在此体现了它的优越性，特别适合用于此。也成为目前SRIR的主流应用方向。光源检测器折返式光栏物镜聚光镜光源样品检测器折返式光栏图10：红外显微镜示意图Ⅰ：红外显微术（半导体器件）许多半导体器件都是由多层膜组成的，对于器件的各层膜厚、界面损伤情况的探测是非常有意义的，常规红外显微术固然也可以提供一些有价值的信息，但是常规光源的低亮度使得信噪比非常低，而有了红外同步辐射显微术，这些就变得轻而易举了。以一三层膜组成的垂直表面发射半导体激光器为例。图11：应用SRIR显微光谱检测半导体器件膜系Ⅱ：红外显微术（生物应用）众所周知，红外光谱是生物样品二级结构分析的有力工具，红外同步辐射为生物组织显微二级结构提供了一个有前景的手段。NSLS用红外同步辐射成功扫出了活细胞的红外显微照片就是明证。*红外同步辐射及其应用

一：引言什么是SRIR？ 众所周知，同步辐射是X射线和真空紫外波段独一无二的宽波段可调谐光源，从上个世纪50年代起就陆续在各种科学研究中发挥了独特的作用。那么红外同步辐射（IRSR）又是什么呢？顾名思义，IRSR就是从储存环里以光速运动的粒子辐射出来的红外光。起源 上个世纪70年代初，在X射线和真空紫外同步辐射获得广泛应用的同时，一些学者开始思考这样的问题，同步辐射的红外波段有没有利用价值呢？1973年，J。R。Stevenson就此问题进行了理论计算，结果表明，与传统的红外热光源相比，红外同步辐射还是有很大的优点。此后，Lagarde和Williams相继对此进行了深入的研究，确信这是红外波段的优良光源。最早在同步辐射储存环上建立红外光束线的是日本分子科学研究所的Nanba等人于1986年在UVSOR建立的BL6A1，随后Brookhaven的GwynP.Williams于1987年在他们的VUV环上建立了一条红外光束线U4IR。其后，随着这两条光束线取得了巨大的成功，其他一些同步辐射实验室的红外光束线也相继建成，如英国的Daresbury、法国的SuperACO和瑞典的Max-I，而Brookhaven和UVSOR随着用户对红外光源越来越大的需求，又相继建立了U2B(Brookhaven)和BL4A、BL4B、BL6B(UVSOR)。历史回顾七十年代:同步辐射在红外波段也是一种非常优良的光源八十年代初:英国Daresbury建造了一个大孔径的红外端口1985年：同步辐射光源上得到的第一张红外光谱，BESSY1987年：NSLS的G.P.Williams等在750Mev的VUV环上建了一条红外光束线—U4IR九十年代：红外同步辐射发展的黄金时期红外同步辐射线站一览表NSLS U4IR Bending 20-4000cm-1 表面科学和其他光谱 U2A Bending 20-4000cm-1 光谱和显微术地学 U2B Bending 20-4000cm-1 光谱和显微术生物学 U10A Bending 20-25000cm-1 固态物理 U10B Bending 50-7000cm-1 红外显微术 U12IR Bending 1-100cm-1 固态物理、Pump-Probe SRS IR13.3 Bending 30-4000cm-1 表面科学、红外显微术 LURE SOLIN Wiggler 中远红外 表面科学、固体物理 MAX-