Pr_6Fe_13_Ge磁结构的M_ssbauer谱和中子衍射_王芳卫

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用中子衍射研究稀土-富铁永磁合金磁结构和D(H)LAP晶体结构

用中子衍射研究稀土-富铁永磁合金磁结构和D(H)LAP晶体结构

第33卷第6期原子能科学技术V o l.33,N o.6 1999年11月A tom ic Energy Science and T echno logy N ov.1999用中子衍射研究稀土-富铁永磁合金磁结构和D(H)LAP晶体结构勾 成 张百生 成之诸 程玉芬 杜红林 孙 凯(中国原子能科学研究院核物理研究所,北京,102413)用粉末中子衍射测量了Ho2Fe9Ga8-x A l x(x=2、4)和P rFe1015M o115N x的晶体结构和磁结构。

衍射数据分别用R ietveld结构精修程序R IETAN和Fu llp rof处理。

确定了替代原子Ga、A l、M o及间隙原子N的占位数以及磁性原子Ho、Fe、P r的原子磁矩的大小和方向。

Ho2Fe9Ga6A l2在室温和50K、Ho2Fe9Ga4A l4在50K下呈亚铁磁性且为单轴各向异性,P rFe1015M o115吸氮前后磁各向异性由易面变为易轴。

单晶中子衍射D(H)LA P的晶体结构测定结果表明:氘只替代那些与非碳原子相连的氢原子位置。

关键词 中子衍射 晶体结构 磁结构中图法分类号 O571156R2Fe17金属间化合物是所有二元稀土金属间化合物中含铁较多的,人们期望用高的Fe含量得到高的饱和磁化强度而保持低的造价。

但该系列化合物的居里温度偏低,在室温下无各向异性易磁化轴。

若能克服这2个缺陷,R2Fe17系列将是一种很有希望的永磁材料。

近年来大量的研究集中在对稀土原子R和Fe原子的替代以及引入间隙原子上[1,2]。

最近发现,金属元素Ga的加入可使2∶17型金属间化合物T b2Fe9Ga8[3]产生单轴各向异性。

Ho是T b的近邻元素,推测选取Ho和Ga的金属间化合物也会产生易轴。

为此,本工作对Ho2Fe9Ga8-x A l x(x=2、4)样品进行粉末中子衍射研究。

1∶12型的轻稀土N d,P r2铁2氮间隙化合物在近年来的磁性材料研究中受到特别重视。

微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铁精矿中锆和铪

微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铁精矿中锆和铪

微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铁精矿中锆和铪倪文山;张宏丽;毛香菊【摘要】通过微波加热,以8 mL HCl和2 mL HF溶解铁精矿,并在6 mol/L HCl 介质中以甲基异丁基甲酮萃取Fe3+,从而消除了大量Fe对Zr、Hf的光谱干扰,以Zr 339.198{99}nm光谱线和Hf 277.336{121}nm光谱线为分析线,在选定的仪器参数下以电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定了溶液中的Zr和Hf.结果表明,Zr和Hf的原子发射光谱强度与Zr和Hf的含量(分别以ZrO2和HfO2质量浓度计)在0~8.0 μg/mL范围内呈良好的线性关系,校准曲线相关系数r均为0.999 9,方法检出限分别为0.025、0.024 μg/mL.方法用于铁精矿实际样品分析,Zr和Hf测得结果的相对标准偏差(RSD,n=6)分别为0.98%~2.7%和1.5%~4.9%,加标回收率为94%~108%和93%~110%.【期刊名称】《冶金分析》【年(卷),期】2015(035)008【总页数】5页(P71-75)【关键词】微波消解;铁精矿;锆;铪;电感耦合等离子体原子发射光谱法【作者】倪文山;张宏丽;毛香菊【作者单位】中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,河南郑州450006;国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,河南郑州450006;中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,河南郑州450006;国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,河南郑州450006;中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,河南郑州450006;国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,河南郑州450006【正文语种】中文Zr和Hf具有耐高温、抗腐蚀、易加工、机械性能好等特点,并有优良的核性能,在火箭、电器工业、化工、冶金火药以及原子能工业中有着广泛的用途。

铁精矿是铁矿石选矿工艺的最终产品,在“一矿变多矿,贫矿变富矿”的方针指导下,需要对铁精矿进行综合利用,故分析铁精矿中Zr和Hf的含量具有重要意义。

利用永磁环产生轴向均匀磁场的研究

利用永磁环产生轴向均匀磁场的研究

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(7)式中的参数彳,吖,Z,Z,研,吖,6{, 劣同前。当结构的尺寸参数适当时,组合磁筒轴 线上某一段区域内的磁感应强度几乎不变,即可以 得到一定长度的均匀磁场。
用Magnet[5】软件模拟计算了结构如图8的轴 线磁场分布,尺寸为R1=科=10mm,R2=足=34ram,
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式中
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region of 234 nllTl.
Key words:axially magnetized permanent magnet ring;radially magnetized permanent magnet ring;axial plane magnetic field
1引言
对于大多数高功率微波源来说,使电子注通过 波束相互作用区的常规方法就是采用外加轴向强 磁场来限制束流的扩张【1】。轴向均匀磁场,就是轴 对称结构的空间内沿轴线分布的磁场强度能维持 在某一值不变。轴向均匀磁场系统聚焦的优点是, 轴向分布磁场均匀区较长,而横向场较弱,电子注 的波动很小,从而使得长电子注在很宽的电压范围 内能够实现稳定的良好聚焦【2】。
磁性 万材方料数及据器件 2007年12月

2013年度国家自然科学奖获奖项目

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2013年度国家自然科学奖获奖项目一等奖序号编号项目名称主要完成人推荐单位1Z-102-1-01 40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究赵忠贤(中国科学院物理研究所),陈仙辉(中国科学技术大学),王楠林(中国科学院物理研究所),闻海虎(中国科学院物理研究所),方忠(中国科学院物理研究所)中国科学院二等奖序号编号项目名称主要完成人推荐单位/推荐专家1Z-101-2-01 若干重要的可压缩欧拉方程整体解研究黄飞敏(中国科学院数学与系统科学研究院),王振(中国科学院武汉物理与数学研究所)吴文俊2Z-101-2-02 凯勒几何中的典则度量和里奇流朱小华(北京大学)中国数学会3Z-101-2-03 回归中的模型检验和降维朱力行(香港浸会大学)王梓坤,严加安,马志明4Z-101-2-04 无限维控制系统的结构理论张旭(四川大学)刘应明,彭实戈,李安民5Z-102-2-01 大样本恒星演化与特殊恒星的形成韩占文(中国科学院云南天文台),陈雪飞(中国科学院云南天文台),孟祥存(中国科学院云南天文台),王博(中国科学院云南天文台)云南省6Z-102-2-02 北京谱仪II实验发现新粒子金山(中国科学院高能物理研究所),李卫国(中国科学院高能物理研究所),中国科学院房双世(中国科学院高能物理研究所),季晓斌(中国科学院高能物理研究所),闫沐霖(中国科学技术大学)7Z-102-2-03 量子通信与量子算法的物理基础研究龙桂鲁(清华大学),邓富国(北京师范大学),仝殿民(山东师范大学),李岩松(清华大学),王川(清华大学)中国物理学会8Z-102-2-04 量子几何相位及其相关问题研究朱诗亮(华南师范大学),汪子丹(香港大学)广东省9Z-103-2-01 荧光染料识别与响应调控的理论与应用基础研究彭孝军(大连理工大学),段春迎(大连理工大学),樊江莉(大连理工大学),何成(大连理工大学),白志平(南京大学)教育部10Z-103-2-02 有机小分子和金属不对称催化体系及其协同效应研究龚流柱(中国科学技术大学),蒋耀忠(中国科学院成都有机化学研究所),吴云东(北京大学),宓爱巧(中国科学院成都有机化学研究所),唐卓(中国科学院成都有机化学研究所)安徽省11Z-103-2-03 电催化剂的表面结构效应、设计合成和反应机理研究孙世刚(厦门大学),周志有(厦门大学),田娜(厦门大学),陈声培(厦门大学),姜艳霞(厦门大学)教育部12Z-103-2-04 纳微配位空间的金属-有机超分子组装行为及构效关系苏成勇(中山大学),康北笙(中山大学),鲁统部(中山大学),潘梅(中山大学),姜隆(中山大学)教育部13Z-103-2-05 高分子复合材料杨振忠(中国科学院化中国科学院微加工制备及其物理与化学问题学研究所),徐坚(中国科学院化学研究所),陈永明(中国科学院化学研究所)14Z-103-2-06 基于碳氢键活化的氧化偶联施章杰(北京大学),李必杰(北京大学),万小兵(北京大学),杨尚东(北京大学),林松(北京大学)张礼和,高松,麻生明15Z-103-2-07 基于手性膦氮配体的不对称催化侯雪龙(中国科学院上海有机化学研究所),戴立信(中国科学院上海有机化学研究所),游书力(中国科学院上海有机化学研究所),严小霞(中国科学院上海有机化学研究所),彭谦(中国科学院上海有机化学研究所)上海市16Z-104-2-01 硬骨鱼纲起源与早期演化研究朱敏(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所),赵文金(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所),贾连涛(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所),卢静(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所),乔妥(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所)中国科学院17Z-104-2-02 典型有机污染物多介质界面行为与调控原理朱利中(浙江大学),陈宝梁(浙江大学),杨坤(浙江大学),林道辉(浙江大学)教育部18Z-104-2-03 华北克拉通早期陆壳形成与演化翟明国(中国科学院地质与地球物理研究所),郭敬辉(中国科学院地质与地球物理研究所),彭澎(中国科学院地中国科学院质与地球物理研究所)19Z-104-2-04 沙尘对我国西北干旱气候影响机理的研究黄建平(兰州大学),王式功(兰州大学),王天河(兰州大学),周自江(国家气象信息中心),陈斌(兰州大学)甘肃省20Z-104-2-05 黄土区土壤-植物系统水动力学与调控机制邵明安(中国科学院水利部水土保持研究所),张建华(香港中文大学),上官周平(中国科学院水利部水土保持研究所),黄明斌(中国科学院水利部水土保持研究所),康绍忠(西北农林科技大学)中国科学院21Z-105-2-01 水稻质量抗性和数量抗性的基因基础与调控机理王石平(华中农业大学),储昭晖(华中农业大学),丁新华(华中农业大学),张启发(华中农业大学),孙新立(华中农业大学)教育部22Z-105-2-02 被子植物有性生殖的分子机理研究杨维才(中国科学院遗传与发育生物学研究所),石东乔(中国科学院遗传与发育生物学研究所),刘洁(中国科学院遗传与发育生物学研究所),唐祚舜(中国科学院遗传与发育生物学研究所),李红菊(中国科学院遗传与发育生物学研究所)中国科学院23Z-105-2-03 TNF诱导的细胞坏死分子机制的韩家淮(厦门大学),张端午(厦门大学),谢昌传(厦门大学),教育部研究张娜(厦门大学),周化民(厦门大学)24Z-105-2-04 禽流感病毒进化、跨种感染及致病力分子机制研究陈化兰(中国农业科学院哈尔滨兽医研究所),于康震(中国农业科学院哈尔滨兽医研究所),邓国华(中国农业科学院哈尔滨兽医研究所),周继勇(浙江大学),李泽君(中国农业科学院哈尔滨兽医研究所)农业部25Z-105-2-05 干细胞多能性与重编程机理研究裴端卿(中国科学院广州生物医药与健康研究院),潘光锦(清华大学),秦宝明(中国科学院广州生物医药与健康研究院),秦大江(中国科学院广州生物医药与健康研究院),张小飞(中国科学院广州生物医药与健康研究院)广东省26Z-105-2-06 DC细胞活化调控与Th细胞分化机制在免疫相关疾病中的研究孙兵(中国科学院上海生命科学研究院),施木德(中国科学院上海生命科学研究院),邓位文(中国科学院上海生命科学研究院),吴晓东(中国科学院上海生命科学研究院),刘智多(中国科学院上海生命科学研究院)中国科学院27Z-106-2-01 日本血吸虫寄生和致病分子基础的系统生物学研究韩泽广(上海人类基因组研究中心),胡薇(中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所),刘锋(上海人类基因组研究中心),王升跃(上海人类基因组研究中心),冯正(中国疾病预防控制中心寄生虫病预防上海市控制所)28Z-106-2-02 若干重要中草药的化学与生物活性成分的研究岳建民(中国科学院上海药物研究所),丁健(中国科学院上海药物研究所),杨升平(中国科学院上海药物研究所),张华(中国科学院上海药物研究所),樊成奇(中国科学院上海药物研究所)上海市29Z-106-2-03 寡糖的合成及某些基于糖类的药物发现叶新山(北京大学),熊德彩(北京大学),耿轶群(北京大学),王冠男(北京大学),张礼和(北京大学)原卫生部30Z-106-2-04 热休克蛋白和DNA损伤修复基因在环境应激和疾病中的作用邬堂春(华中科技大学),沈洪兵(南京医科大学),胡志斌(南京医科大学),林东昕(北京协和医学院(中国医学科学院肿瘤所)),张晓敏(华中科技大学)教育部31Z-107-2-01 有机半导体的设计原理、高效制备与光电器件黄维(南京邮电大学),赖文勇(南京邮电大学),解令海(南京邮电大学),范曲立(南京邮电大学),唐超(南京邮电大学)江苏省32Z-107-2-02 时滞系统鲁棒控制的自由权矩阵方法吴敏(中南大学),何勇(中南大学),张先明(中南大学)湖南省33Z-107-2-03 生物计算中数据编码与模型构建理论方法研究许进(北京大学),魏小鹏(大连大学),张强(大连大学),王天明(大连理工大学),滕弘飞(大连理工大学)教育部34Z-107-2-04 基于不充分信息周志华(南京大学),教育部的机器学习理论与方法研究陈松灿(南京航空航天大学),张敏灵(南京大学),黎铭(南京大学),谭晓阳(南京航空航天大学)35Z-107-2-05 多源干扰系统的建模、分析与控制理论研究郭雷(东南大学),孙长银(东南大学),吴淮宁(北京航空航天大学),李涛(东南大学)江苏省36Z-107-2-06 复杂对象的几何表示和计算理论与方法鲍虎军(浙江大学),周昆(浙江大学),刘利刚(浙江大学),张纪文(浙江大学),蔺宏伟(浙江大学)浙江省37Z-107-2-07 基于自然智能的学习与优化基础理论研究焦李成(西安电子科技大学),刘芳(西安电子科技大学),刘静(西安电子科技大学),公茂果(西安电子科技大学),张莉(西安电子科技大学)陕西省38Z-108-2-01 高效光/电转换的新型有机光功能材料张晓宏(中国科学院理化技术研究所),李述汤(香港城市大学),张秀娟(中国科学院理化技术研究所),陶斯禄(中国科学院理化技术研究所),张成义(中国科学院理化技术研究所)中国科学院39Z-108-2-02 热电材料的多尺度微观结构调控与性能优化陈立东(中国科学院上海硅酸盐研究所),张文清(中国科学院上海硅酸盐研究所),史迅(中国科学院上海硅酸盐研究所),唐新峰(武汉理工大学),张清杰(武汉理工大学)中国科学院40Z-108-2-03 多功能金属有机黄维扬(香港浸会大香港特别行政区聚合物/磷光材料及其在新兴领域的应用研究学),周桂江(香港浸会大学),何卓琳(香港浸会大学),王行柱(香港浸会大学),何泽(香港浸会大学)41Z-108-2-04 纳米电催化能源材料的功能定向制备和协同效应机理研究沈培康(中山大学),徐常威(中山大学),孟辉(中山大学),刘应亮(暨南大学)广东省42Z-108-2-05 过渡金属及其化合物纳米材料的可控合成、微结构及相关特性郭林(北京航空航天大学),杨世和(香港科技大学),王荣明(北京航空航天大学),陈晋平(北京大学),刘晨敏(北京航空航天大学)工业和信息化部43Z-108-2-06 一维纳米半导体材料的可控生长及其机理杨德仁(浙江大学),张辉(浙江大学),杜宁(浙江大学),沙健(浙江大学),马向阳(浙江大学)浙江省44Z-109-2-01 燃料设计理论及其控制内燃机燃烧与排放的基础研究黄震(上海交通大学),吕兴才(上海交通大学)上海市45Z-109-2-02 机械早期故障瞬态信息的小波熵检测与自适应提取理论林京(西安交通大学),屈梁生(西安交通大学),邱海(西安交通大学),吴芳基(西安交通大学),张爱民(中国科学院声学研究所)教育部46Z-109-2-03 高性能纤维增强复合材料加固混凝土结构的力学性能及设计理论滕锦光(香港理工大学),陆新征(清华大学),林力(香港理工大学),叶列平(清华大学)香港特别行政区47Z-109-2-04 并联机器人机构拓扑与尺度设计理论高峰(上海交通大学),刘辛军(清华大学),赵现朝(上海交通大学),金振林(燕山大学),李为民(河北工业大学)教育部48Z-109-2-05 面向再制造的表面工程技术基础徐滨士(中国人民解放军装甲兵工程学院),王海斗(中国人民解放军装甲兵工程学院),张显程(中国人民解放军装甲兵工程学院),董世运(中国人民解放军装甲兵工程学院),梁秀兵(中国人民解放军装甲兵工程学院)北京市49Z-109-2-06 燃料电池中多相能质传递与反应动力学的相互作用机理赵天寿(香港科技大学),杨浩(香港科技大学),陈蓉(香港科技大学),刘建国(香港科技大学),杨卫卫(香港科技大学)香港特别行政区50Z-109-2-07 广义协调与新型自然坐标法主导的高性能有限元及结构分析系列研究龙驭球(清华大学),岑松(清华大学),龙志飞(中国矿业大学(北京)),傅向荣(中国农业大学),陈晓明(清华大学)吴良镛51Z-110-2-01 纳米结构金属力学行为尺度效应的微观机理研究武晓雷(中国科学院力学研究所),魏悦广(中国科学院力学研究所),洪友士(中国科学院力学研究所)中国科学院52Z-110-2-02 功能材料与结构的多场效应与破坏理论王铁军(西安交通大学),申胜平(西安交通大学),匡震邦(西安交通大学),邵珠山(西安交通大教育部学),马连生(西安交通大学)53Z-110-2-03 昆虫飞行的空气动力学和飞行力学孙茂(北京航空航天大学),吴江浩(北京航空航天大学),杜刚(北京航空航天大学),兰世隆(北京航空航天大学)教育部。

一种用于高精度小型化铷频标的开槽管微波腔

一种用于高精度小型化铷频标的开槽管微波腔

一种用于高精度小型化铷频标的开槽管微波腔王鹏飞;王晨;何胜国;梅刚华【摘要】A slotted-tube microwave cavity with a volume of 11 mL was designed for miniaturized high-performance rubidium atomic frequency standards (RAFS). The magnetic field orientation factor of the cavity was measured to be 0.83. A miniaturized physics package for RAFS was designed based on the dimensions of the cavity, and a desk prototype of RAFS was built. Short-term frequency stability of the miniaturized RAFS built was measured to be better than12210/, suggesting that the microwave cavity can be utilized for construction of RAFS with small size and high performance.%针对小型化高精度铷原子频标应用需求,设计了体积为11 mL的小型化开槽管微波腔.实验测量了微波腔内微波场的方向因子,结果为0.83.利用该微波腔设计了小型化铷频标物理系统,形成了铷频标桌面系统.测试了系统的短期频率频率稳定度,结果优于12210/,远高于一般商用小型化铷原子频标.【期刊名称】《波谱学杂志》【年(卷),期】2016(033)003【总页数】6页(P452-457)【关键词】铷原子频标;开槽管微波腔;小型化;高精度【作者】王鹏飞;王晨;何胜国;梅刚华【作者单位】中国科学院武汉物理与数学研究所,武汉 430071; 中国科学院原子频标重点实验室,武汉 430071; 中国科学院大学,北京 100049;中国科学院武汉物理与数学研究所,武汉 430071; 中国科学院原子频标重点实验室,武汉430071; 中国科学院大学,北京 100049;中国科学院武汉物理与数学研究所,武汉 430071; 中国科学院原子频标重点实验室,武汉 430071;中国科学院武汉物理与数学研究所,武汉 430071; 中国科学院原子频标重点实验室,武汉 430071【正文语种】中文【中图分类】O482.53铷原子频标在高精度和小型化两方面的研究都取得了长足进展.用于卫星导航的高精度铷频标短期频率稳定度已达到优于的水平[1],但体积达4~5 L.一般商用小型化铷频标的体积多在200 mL左右,但其短稳通常在水平[2].由此可见,现有的铷原子频标或是精度高但体积大、或是体积小但精度低,小型化和高精度很难同时兼顾.得到体积小、共振模式好的微波腔是研制兼具小型化和高精度特性铷原子频标的关键.共振模式决定微波腔中微波场的分布,如果微波场磁力线沿C场方向均匀、密集分布,就可以激励出强的原子跃迁信号,保证铷频标的频率稳定度.减小微波腔体积主要有两种途径:一种是在标准腔(如TE111腔)中填充介质[3],但是这样得到的微波腔小型化程度依然不高,共振模式也不理想;另一种是采用非标准腔,如磁控管式微波腔[4]和本实验室研制的开槽管微波腔[5],效果更好一些.康松柏等人[6]报道过一款体积为18 mL的开槽管微波腔,该微波腔可以满足研制短期频率稳定度为3.8× 10-12/τ的小型化铷频标的需求.在此基础上,我们设计了一种体积更小的开槽管微波腔,可用于研制频率稳定度更高的铷频标.该文主要介绍这种微波腔的特性.在铷原子频标中,微波腔是腔泡系统的重要部件.开槽管微波腔是一种新型微波腔,由腔筒、腔端盖、介质环和开槽管组成(如图1所示).开槽管是微波腔的核心,主体结构是一个上端开有若干个等间距窄槽的金属圆筒.开槽管外安装一个由电介质材料制作的介质环,内部安装铷吸收泡和滤光泡,底部通过法兰与腔筒连接.开槽管腔的工作原理与环隙腔[7]类似,都是通过由极片和窄槽组成的感容结构与外部通入的微波信号的共振,激发所需的驻波场(如图2所示).开槽管腔内微波能量主要集中在开槽处,即开槽管的上部,没有开槽的下部能量弱.利用这种特性,将吸收泡放置在开槽管内的上部,滤光泡放置在开槽管内的下部,就可以得到一个集成度很高的分离滤光腔泡系统.腔泡系统采用分离滤光设计有利于提高原子鉴频信号的信噪比,从而使铷频标具备高的频率稳定度.2.1 开槽管和腔的结构对于铷原子频标,要求微波腔的谐振频率为钟跃迁频率6 834 MHz.开槽管腔的微波谐振频率与槽的数目、宽度、深度,极片厚度,开槽管内径,介质环长度,腔筒长度和内径等参数相关[8].减小腔体积的关键是减小腔筒的长度和内径,但是这两个尺寸减小后会使得腔频升高.另一方面,开槽数目对微波腔频率影响也很显著:槽数越少,谐振频率越低,故可通过减少槽数降低腔频.文献[6]使用的是8个槽,高频结构仿真软件HFSS仿真结果显示,此时很难将微波腔体积进一步减小.为了在保持腔频不变的情况下进一步减小腔的体积,我们采用了如图3所示的开槽管设计方案,将槽数减至3个.通常使用的吸收泡侧壁有一泡尾,为方便吸收泡的安装,需要在开槽管下端开一个宽槽.仿真计算显示,如果仅开一个宽槽,会破坏微波场的对称性.为了保证微波场的对称性,我们在开槽管的下部开了3个均匀分布的宽槽.根据仿真参数设计加工得到的微波腔实物示于图4,腔的外形轮廓体积仅为11 mL,比文献[6]减小了约1/3.2.2 微波场分布对于铷原子频标,在微波腔内铷吸收泡所在的原子共振区,只有与C场平行的微波场磁分量才能激励钟跃迁.共振区内微波场磁分量与C场方向(即腔轴方向)的平行度越高,原子跃迁信号就越强,铷频标的频率稳定度也会越高.所以,微波场的方向因子是微波腔的关键特性,它定义为共振区中微波场轴向分量场(Hz)强度与其总强度之比[9]:其中,Vcell为吸收泡所占区域,Hz表示微波场轴向分量. 用HFSS软件仿真得到的开槽管腔中微波场磁力线分布示于图5.磁力线颜色由蓝变红表示微波能量由弱变强.由图5可看出,开槽管内上部共振区内微波能量最强,磁力线的方向基本上与腔轴平行.方向因子可以用软件仿真得到,也可以从实验上测量.文献[10]给出了一种通过测量87Rb原子基态Zeeman子能级跃迁谱线强度确定微波方向因子的方法.用该方法测量了开槽管腔腔泡系统中铷原子Zeeman跃迁谱,结果示于图6.基于实测结果,开槽管腔的微波方向因子可用下式确定:其中Sσ(v)为图6中微波场轴向分量激发的跃迁信号(σ)的强度,Sπl(v)和Sπr(v )分别为左右两个微波场径向分量激发的跃迁信号(π)的强度.实验测量得到的方向因子为0.83,相应的软件仿真计算结果为0.89,两者相差不大.表明共振区内,微波磁场与C场平行度较高,有利于激发较强的原子共振跃迁信号,进而实现较高的频率稳定度,所以本文设计的微波腔可用于小型化高精度铷频标.利用这种开槽管腔,设计了小型化铷原子频标物理系统,形成了小型化铷原子频标桌面系统.以氢原子钟为参考源,用瑞士SpectraTime公司的Picotime频率稳定度测试仪测量了系统的频率稳定度,其采样间隔为1 s,结果示于图7.由图7可见,采样时间为1 s、10 s和100 s的频率稳定度分别为2.3×10–12、7.2×10–13和1.6×10–13.该款频稳测试仪的1 s稳和10 s稳测量能力受限,而100 s稳的测量结果是可信的.据此分析,系统的短期频率稳定度应该优于.该结果远高于目前市场上小型化铷频标,比文献[6]的结果还要高出约1倍.这表明该种小型化开槽管微波腔可以用于高精度小型化铷原子频标.本文设计了一种用于铷原子频标的开槽管微波腔.通过减少开槽数量,得到了迄今为止体积最小的开槽管微波腔,体积仅为11 mL.仿真计算得腔内微波场的方向因子为0.89,通过测量87Rb原子基态Zeeman子能级跃迁谱线的强度,得到腔内微波场方向因子为0.83,和仿真结果大致相当.基于该微波腔制作了一台铷原子频标桌面整机,短期频率稳定度测量结果优于2× 10-12/τ,远高于目前市场上的商用小型化铷频标,表明该微波腔可用于高精度小型化铷原子频标的研制.【相关文献】[1] Vannicla F, Beard R, White J, et al. GPS block IIF rubidium frequency standard lifetest[C]. Santa Ana Pueblo, USA: 41st Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) Meeting, 2009.[2] LPFRS High-Performance Rubidium Oscillator[EB/OL]. .[3] Wang Yan(王艳), Yu Fang (余钫), Zhu Xi-wen(朱熙文), et al. A downsized microwave cavity for the rubidium vapor cell frequency standard(汽室型铷原子频标中微波腔的小型化)[J]. Journal of Astronautic Metrology and Measurement (宇航计测技术), 2007, 27(5): 41-44. [4] Schweda H, Busca G, Rochat P. Atomic frequency standard: European patent, 0561261[P]. 1997.[5] Xia B H, Zhong D, An S F, et al. Characteristics of a novel kind of miniature cell cavity for rubidium frequency standards[J]. IEEE T Instrum Meas, 2006, 55(3): 1 000-1 005.[6] Kang Song-bai(康松柏), Zhao Feng(赵峰), Wang Fang(王芳), et al. Design of miniaturized physics package forrubidium atomic frequency standards(铷原子频标物理系统小型化设计)[J]. Acta Metrologica Sinica(计量学报), 2012, 33(1): 72-76.[7] Mehdizadeh M, Ishii T, Hyde J, et al. Loop-gap resonantor: A lump mode microwave resonant structure[J]. IEEE T Microw Theory, 1983, 31(12): 1 113-1 118.[8] Xia Bai-hua(夏白桦). Physics Package and Parameter Optimization for Vapor Cell Rubidium Atomic Frequency Standards(铷原子频标物理系统研制与参数优化)[D]. Wuhan(武汉): Wuhan Institute of Physics and Mathematics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院武汉物理与数学研究所), 2004.[9] Stefanucci C, Bandi T, Merli F, et al. Compact microwave cavity for high performancerubidium frequency standards[J]. Rev Sci Instrum, 2012, 83(10): 104706.[10] Xu Feng(许风). 基于开槽管微波腔的高信噪比铷钟物理系统[J]. Acta Metrologica Sinica(计量学报), in press(待出版).。

FAST中的宏_微机器人概念及索张力的优化配置

FAST中的宏_微机器人概念及索张力的优化配置

收稿日期:2000201225基金项目:国家自然科学基金资助项目(59675040);中科院国家天文观测中心大射电望远镜实验室经费支持作者简介:王文利(19712),男,西安电子科技大学博士研究生.FAS T 中的宏/微机器人概念及索张力的优化配置王文利1,孙 欣1,段宝岩1,南仁东2,彭 勃2(11西安电子科技大学机电工程学院,陕西西安 710071;21中国科学院北京天文台,北京 100080)摘要:基于大射电望远镜FAST 创新设计中悬索与S tewart 平台两级调节方案,提出了并联宏2微机器人的概念;建立了悬索柔性机器人系统的逆运动学模型;针对悬索柔性的特点,在满足馈源电性能要求的前提下,提出了索系结构张力配置的优化方案.计算结果表明该方案可使悬索张力的分布更加均匀,并可避免悬索虚牵.这一方案也可用于其他并联悬索结构的张力配置.关键词:大射电望远镜;并联机器人;优化中图分类号:TH751 文献标识码:A 文章编号:100122400(2000)0620726204Concept of p arallel macro/micro ma nip ulator a nd optimalsche me for ca ble te nsion in the F AST projectW ANG We n 2l i 1,SUN Xi n 1,DUAN Ba o 2ya n 1,NAN Re n 2dong 2,PE NG Bo 2(1.School of Mechano 2Elect ronic Engineering ,X idian Univ.,X i ′an 710071,China ;2.Beijing As t ronomy Obs ervat ory ,Chines e Academy of Sciences ,Beijing 100080,China )Abs t r a c t : Th i s p ap e r p r op os e s t he c onc ep t of p a r a l l e l ma c r o/mi c r o ma n i p u l a t o r f r omt he i nnova t i ve de s i gn of t he l a r ge r a d i o t e l e s c op e FAS T.The a u t ho r s bu i l d t he i nve r s ek i nema t i c s mode lof t he f l e x i b l e ma c r o ma n i p u l a t o r s ys t em.On t he ba s i s of t he r e qu i r eme n t of t he f e e dse l e c t r i c a l t a r ge t ,t he op t ima l s c heme of t e ns i ons i s de s i gne d.Th i s p r o j e c t c a n ma ke c a b l e s unde r go a we l l 2p r op o r t i one d t e ns i on a nd no ts l a c k.The op t ima l r e s u l t s hows t ha t t h i s de s i gn i s e f f e c t i ve.Th i s op t ima l s c heme c a nbe us e d i n o t he r p a r a l l e l f l e x i b l e c a b l e s ys t ems.Ke y Wo r ds : l a r ge r a d i o t e l e s c op e ;p a r a l l e l ma n i p u l a t o r ;op t imi z a t i on20世纪80年代末,宏2微结构机器人(Macro 2Micro Manipulator System )被提出用来提高机器人综合性能.所谓宏2微机器人是指在一个大的机械手的末端附着一个小的机械手,小机械手具有完全的自由度.一般情况下,通过宏机械手实现机器人的运动范围,通过微机械手实现机器人的高速精确的运动.宏2微机器人有减小末端有效惯性、扩充系统频带的特性,但迄今为止所提出的宏2微机器人结构都是基于串联机器人的[1~3].20世纪80年代末特别是20世纪90年代以来,并联式机器人由于具有刚度大、承载能力强、精度高和反解容易等优点而成为机器人领域的研究热点.并联机器人的典型结构为Stewart 平台.在大射电望远镜FAST (Five 2hundred Meter Aperture S pherical T elescope )创新设计方案中提出了两级并联调节系统应用于馈源的指向与跟踪.粗调系统为6根悬索驱动的馈源舱,完成馈源的大范围跟踪;精调系统为六自由度Stewart 平台,实现馈源的精确定位.这一两级调节系统可认为是一并联宏2微机器人系统.2000年12月第27卷 第6期 西安电子科技大学学报(自然科学版)J OU RNAL OF XID IAN UNIV ERS I TY Dec.2000Vol.27 No.61 大射电望远镜FAST 并联宏2微机器人系统FAST 500m 口径球面射电望远镜是国际大射电望远镜计划在中国的一项先导工程,目标为完成建造FAST 的若干关键技术预研究.图1 大射电望远镜FAST 创新设计在FAST 新方案中对馈源的控制通过两级调节来实现的,一级调节通过不断调整6根悬索的长度来实现馈源舱的空间扫描,并保证精度在50cm ;根据观测波段的要求,馈源的空间位置精度要求在4mm 内,采用大负荷Stewart 平台完成对馈源的二级精调.图1所示为FAST 创新设计方案.图2 悬索的挠度函数2 悬索挠度函数对于图2所示的悬索,可推导出其挠度函数为[4,5]y (x )=-k ch x k +C 2+C 1 .(1)式中k = H /q , H 为悬索在x 处的水平张力,q 为单位索长的均布载荷,此处为自重.式中的常数可确定如下:C 1-k ch C 2=0 ,C 1-k ch l k +C 2=h .(2) 可见这是一悬链线方程,但因在悬索中间还作用有集中力W ,故与通常的悬索曲线方程又不完全相同.要确定挠度方程必须求出悬索末端的水平张力和坐标.3 线馈源扫描轨迹的确定馈源的运动轨迹可在图3所示总体坐标系中确定.坐标原点取反射面的顶点,X 轴指向北方,Y 轴指向西方,根据右手原则可确定Z 轴.可推导出馈源点在总体坐标系下的轨迹方程[4,5]x =(R/2)×(cos δcos H cos 65°-sin δsin 65°) ,y =-(R/2)×cos δsin H ,z =-(R/2)×(cos δcos H sin 65°+sin δcos 65°)+R .(3)式中R 为反射面的曲率半径,由下式计算:R =D/(2×sin (</2)) ,(4)D 为主反射面直径,<为天顶角,取D =500m ,<=80°.δ为馈源跟踪天体的倾角,H 为时角,由于球面望远镜观测范围的限制,H 和δ在如下范围取值:H <arccos [(0.845-0.466sin δ)/cos δ] , -15°<δ<65° .(5)727第6期 王文利等:F AST 中的宏/微机器人概念及索张力的优化配置图3 FAST 整体坐标系及馈源扫描轨迹 由观测星体的赤纬角可确定时角H 的范围.当赤纬角δ=30°,可得-45°<H <45°,令H 分别为0°,-45°,45°,得3典型点的坐标为D 1(-135519,010,1561612),D 2(-3023161,9526182,19192186),D 3(-3023161,-9526182,19192186).6个支撑塔端点的坐标取为A (010,-2500010,2500010),B (21650164,1250010,2500010),C (-21650164,1250010,2500010),E (21650164,-1250010,2500010),F (010,2500010,2500010),G (-21650164,-1250010,2500010),坐标单位:cm.4 悬索张力的求解从馈源舱的运动过程可以看出,通过调节6根大跨度悬索的收放来实现馈源舱在空间的定位(位置和姿图4 FAST 系统整体坐标系及馈源舱载体坐标系态),具有与Stewart 平台完全相似的原理.不同在于Stewart 机构中支撑杆戏可受拉也可受压,而悬索由于柔性特点只能承受拉力.从这个意义上6悬索系统可看作是一种并联柔性机构.所以,大射电望远镜馈源的悬索粗调与Stewart 平台精调系统可看作是并联宏2微机器人系统.411 舱体绕轴线转角的迭代求解根据并联机器人机构分析理论,若已知输出件的位置和姿态,求解机构输入件的位置称为位置的反解.在悬索系统中馈源舱是输出件,悬索是输入件,在控制过程中需要用到的也是位置分析的反解.根据地理位置可以得到线馈源的扫描轨迹,为分析方便假定线馈源位于舱体的中心且重心在半球形舱体的中轴上,由于电性能要求线馈源方向必须在主反射面的反射半径上,所以当线馈源的扫描轨迹确定后舱体的轴线O 1O 2就已经确定,这时舱体还有绕轴线O 1O 2转动的自由度需要确定.在馈源舱载体坐标系X z Y z Z z 中,A 1,B 1,C 1(悬索与舱体底面相接的3个节点)点的坐标可用如下方程描述:X ZA 1=r cos θ,X ZB 1=rcos (θ+120°),X ZC 1=r cos (θ+240°),Y ZA 1=r sin θ,Y ZB 1=r sin (θ+120°),Y ZC 1=r cos (θ+240°),Z ZA 1=0,Z ZB 1=0,Z ZC 1=0.(6) 若给定舱体相对于Z z 轴转动的θ值,则可由以下6个空间力系平稳方程确定6根悬索中的张力:827 西安电子科技大学学报(自然科学版) 第27卷∑FX =0,∑F Y =0,∑F Z =0,∑M X =0,∑M Y =0,∑M Z =0.(7) 由于悬索本身只能受拉,所以在平衡位置上解出的悬索中的力必须是拉力,如果不是拉力显然不是平衡位置.所以,首先要确定悬索结构的平衡位置,并得出θ值,然后再利用式(7)的6个平衡方程解算出悬索中的张力.悬索末端的张力和坐标求得后,悬索的挠度方程就定了下来,那么悬索长度就可求出:S l i =∫l i 0(1+ y 2i )1/2d x , i =A ,B ,C ,E ,F ,G .(8) 由于在不同的θ下,利用6个平衡方程迭代解悬索张力可能出现不收敛或收敛很慢的情况,使计算时间大大增加,所以首先将6根悬索简化为6根直杆,搜索θ直至6根直杆的内力均为拉力,由此决定θ的初值和终值.求解θ的具体步骤如下:①首先给定θ的初值,由式(6)将点A ,B ,C 的载体坐标转化为总体坐标;②根据6个平衡方程迭代解悬索张力,若在求解过程中出现不收敛或解出的悬索张力为负值,则θ=θ+d θ,转步骤①;否则转步骤③.③将满足条件的θ记录下,令θ=θ+d θ,若θ小于终值,则转步骤①;否则计算终止.412 考虑张力优化配置时舱体绕轴线转角的确定根据以前的研究,绕舱体轴线的转角在一个小范围内都可在满足力学平衡的条件下保证6根悬索的张力为正,因此都是可行解.在可行解中,对应6根悬索中的最大张力与最小张力相差最小时的状况为张力的最佳配置,因为在此情况下6根悬索的受力状况是最均匀的.所以对411的迭代方法进行了改进,以6根悬索的张力均匀为目标进行了优化.考虑到6个空间力系平衡方程和悬索张力为正,优化的目标函数和约束条件为min f (θ) ,s.t.F i >0 , i =1~6 ,∑FX =0,∑F Y =0,∑F Z =0,∑M X =0,∑M Y =0,∑M Z =0.(9)上式中θ为舱体绕其轴线的转角,而f (θ)=max (F i (θ))-min (F i (θ));F i (θ)为对应θ角时第i 根悬索末端的张力.由上式可求出悬索张力最均匀时的转角θ.也就可得到对应的索长和张力.根据舱体控制的误差要求,将线馈源扫描轨迹离散为若干点,通过上述方法得到馈源在各个离散点时6根悬索的相应长度S l i .调节过程中通过伺服系统控制两相邻时刻各个悬索长度的变化ΔS =S l i (k +1)-S l i (k )来完成对馈源舱位置和姿态的调整.表1和表2为跟踪轨迹的典型点D 1,D 2和D 3时未优化和优化的悬索张力.表1 跟踪轨迹典型点的悬索张力(未优化)悬索末端张力/kgF AF B F C F E F F FG F max -F min D 15254152584241153026300157621931411297195021343619715165921547411561D 2297717548224341357532556198451759215877157251643910711154822957912297D 3335751641929271280110669182331186816765258711735415785197013064813618表2 跟踪轨迹典型点优化后的悬索张力悬索末端张力/kgF AF B F C F E F F FG F max -F min D 11452514798123541781016872109492372615618230971673022840175251137117808D 2189912553196821617029062145221910413322189921487314164115272716311969D 330418106191936107738968113911537810003259851245718987198482848119846(下转第735页)927第6期 王文利等:F AST 中的宏/微机器人概念及索张力的优化配置S AFER +的网络结构就足以抵抗.对S AFER +作“加解密相似”的改造就是改造线性层.而S AFER +M 可能是对S AFER +的最好的变形.参考文献:[1]Massey J L ,Williams C.S AFER +[DB/O L ].http ://w w /safer ,1998.[2]NIST.AES (Advanced Encryption S tandars )[DB/O L ].http ://w w w.csrc.nist.g ov/encryption/aes/aes home.htm #candidates ,1998.[3]Massey J L.S AFER K 264:A Byte 2Oriented Block 2Ciphering Alg orithm[A].Fast Saftware Encryption π93[C].S pringer 2Verlag ,1993.1~17.[4]胡予濮,肖国镇1分组密码S AFER 的改进[J ]1通信学报,1998,5.[5]Lai X.On the Design and Security of Block Ciphers[M].Hartung 2G orre Verlag K ongstanz ,1992.[6]Biham E ,Shamir A.Differential Cryptanalysis of the Data Encryption S tandard[M].New Y ork :S pringer 2Verlag ,1993.[7]Matsui M.Linear Cryptanalysis Method for DES Cipher[A].In T Helleteth ,Editor ,Advances in Cyrptology 2Eurocrypt π93[C].V ol 765of Lecture N otes in C omputer Science ,S pringer 2Verlag ,1994.386~397.(编辑:李维东) (上接第729页) 从表1和表2看出,在典型点处6根悬索的最大张力与最小张力的差普遍减小,即悬索的张力配置更均匀.因此上述悬索张力优化配置方案是合理的.5 结 论对大射电望均镜FAST 创新设计,提出了并联宏2微机器人的概念;运用并联机器人运动学的分析方法,建立了六自由度并联柔性机构的逆运动学模型;为避免出现悬索虚牵和悬索中张力的不均衡,提出了悬索张力的均匀配置的优化方法,计算结果表明该方法是可行的.参考文献:[1]Sharon A ,H ogen N ,hardt D E.High Bandwidth F orce and Inertia Reduction Using a Macro/Micro Manipulator System[].In ProcIEEE Int C on f on R obotics and Automation ,1988.126~132.[2]Nariky o T ,Nakane H ,Akuta T ,et al.C ontrol System Design for Macro/Micro Manipulator with Application to E lectrodischarge Maching[A].In Proc IEEE/RS J/GI[C],1995.1454~1460.[3]陈启军,王月娟,蒋 平,等1宏2微机器人:概念、动态、控制及几点看法[J ]1机器人,1998,20(4):315~320.[4]Duan Baoyan.A New Design Project of the Line Feed S tructure for Large S pherical Radio T elescope and Its N onlinear Dynamic Analysis[J ],.Int J Mechatronics ,1999,19(1):53~64.[5]段宝岩1大型球面天线线馈源结构光机电综合随机设计研究[J ]1西安电子科技大学学报,1998,25(5):575~581.(编辑:李维东) 537第6期 胡予濮等:SAF E R +的变形。

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应用MFT分析R_2Fe_(17-x)M_x(R=Pr,Nd;x=0.2;M=Al,Ga)合金的磁性

应用MFT分析R_2Fe_(17-x)M_x(R=Pr,Nd;x=0.2;M=Al,Ga)合金的磁性张向牧;刘力;黄瑞旺【期刊名称】《河北师范大学学报:自然科学版》【年(卷),期】1997(21)3【摘要】用两亚点阵MFT分析了R2Fe17-xMx合金的饱和磁化强度与温度的关系。

得到了分子场系数nRR、nRF和nFF,计算出了居里温度,给出了分子场HR(T)、HFe(T)与温度的关系曲线。

计算结果表明,在R2Fe17中用Al、Ga替代部分Fe离子后,分子场系数nFF明显增大,除Pr2Fe17的HR(T)外。

【总页数】4页(P274-277)【关键词】分子场理论;饱和磁化;稀土永磁合金;磁性【作者】张向牧;刘力;黄瑞旺【作者单位】河北沧州师范专科学校;河北师范大学物理系【正文语种】中文【中图分类】TG132.27【相关文献】1.Magnetic Anisotropy in Sm_2Fe_(17-x)M_x(M=Al, Ga) and (Sm_(1-x)Tm_x)_2Fe_(14)Al_3 [J], T. Tsushima (The Society of Non-TraditionalTechnology, 1-2-8, Toranomon, Minato-Ku, Tokyo, 105-0001 Japan) T. Urakabe, T.Saito and K.Shinagawa (Dept. of Physics, Faculty of Science, Toho University, 2-2-1, Miyama, Funabashi City, Chiba, 274-8510 Japan)2.R_2Fe_(17-x)M_x金属间化合物磁性质的分子场论分析 [J], 王庆国;黄瑞旺3.室温磁致冷合金Pr_2Fe_(17-x)Co_x的结构、磁性和磁熵变 [J], 钟喜春;曾德长;刘正义;魏兴钊4.分子场理论分析R_2Fe_(17-x)M_x和R_2Fe_(17)N_3稀土合金 [J], 韩来平因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

用于涉核场所中子能谱测量的中子旋转谱仪研制

用于涉核场所中子能谱测量的中子旋转谱仪研制

Nuclear Science and Technology 核科学与技术, 2023, 11(3), 295-304 Published Online July 2023 in Hans. https:///journal/nst https:///10.12677/nst.2023.113031用于涉核场所中子能谱测量的中子旋转谱仪 研制李世垚1,聂 萍2,陆慧晨2,秦 茜1,李 彪3,肖凯歌1,侯 志2,郑 琦21中国原子能科学研究院,北京 2上海埃依斯航天科技有限公司,上海3上海宇航系统工程研究所,上海收稿日期:2023年6月12日;录用日期:2023年7月19日;发布日期:2023年7月26日摘 要针对涉核场所现场中子能谱测量问题,研制了一种用于混合场中子能谱测量的智能化中子旋转谱仪。

该谱仪主要由搭载在匀速转台上的探测器系统和电子学系统两部分组成。

探测器系统包括5支气体探测器和1支塑料闪烁体探测器。

电子学系统主要由信号调理电路、多通道信号采集处理电路和电源电路三部分组成。

可实现所有探测器同时测量,并同时进行信号采集与处理。

该谱仪具有能量分辨率高(5.4%@1.2 MeV),同时具备n/γ甄别能力(品质因数(Figure of Merit, FOM) = 1.37)等优点,满足一般涉核场所中子能谱测量需求。

关键词中子能谱仪,气体探测器,闪烁体探测器,多道分析器,FPGADesign of Neutron Rotation Spectrometer for Neutron Spectrum Measurement in Nuclear SitesShiyao Li 1, Ping Nie 2, Huichen Lu 2, Xi Qin 1, Biao Li 3, Kaige Xiao 1, Zhi Hou 2, Qi Zheng 2 1China Institute of Atomic Energy, Beijing 2Shanghai ASES Aerospace Technology Co., LTD., Shanghai 3Shanghai Aerospace System Engineering Research Institute, Shanghai Received: Jun. 12th , 2023; accepted: Jul. 19th , 2023; published: Jul. 26th , 2023李世垚 等AbstractIn order to solve the problem of neutron spectrum measurement in nuclear-related sites, an intel-ligent neutron rotation spectrometer for neutron spectrum measurement in mixed field is devel-oped. The spectrometer is mainly composed of a detector system and an electronics system mounted on a turntable with uniform velocity. The detector system is mainly composed 5 gas de-tectors and 1 plastic scintillator detector. The electronic system is mainly composed of signal con-ditioning circuit, multi-channel signal acquisition and processing circuit and power supply circuit. All detectors can be measured simultaneously, and signal acquisition and processing can be car-ried out simultaneously. The spectrometer has high energy resolution (5.4%@1 MeV), and also has n/γ discrimination capability (FOM (Figure of Merit) = 1.37), which can meet the requirements of neutron spectroscopy measurement in general nuclear-related sites. KeywordsNeutron Spectrometer, Gas Detector, Scintillator, Multichannel Analyzer, FPGACopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言自1932年英国物理学家查德威克(J. Chadwick)发现中子以来,中子在核反应堆应用、核武器研制、材料检测分析和应用医学等领域中都发挥着至关重要的作用[1] [2] [3] [4]。

薄膜光学微金字塔结构阵列的制备研究

薄膜光学微金字塔结构阵列的制备研究

薄膜光学微金字塔结构阵列的制备研究葛少博;刘卫国;周顺;李世杰;黄岳田【摘要】为了解决薄膜光学微结构中等效折射率梯度分布的问题.本文研究了轮廓渐变的薄膜微金字塔结构阵列,分析了微金字塔结构的典型制备工艺,提出了一种单点金刚石车削,结合纳米压印与电感耦合等离子体刻蚀技术的制备方法.实验结果表明:单点金刚石飞切形成的金字塔结构单元的尺寸可以在1~10μm之间进行调控,切削5 min可以形成直径12.5 mm的微结构成型区域;纳米压印技术与电感耦合等离子体刻蚀方法的结合,实现了薄膜光学微金字塔结构阵列的制备.【期刊名称】《西安工业大学学报》【年(卷),期】2019(039)003【总页数】8页(P253-259,265)【关键词】微金字塔结构;等效折射率;单点金刚石车削;纳米压印;电感耦合等离子体刻蚀【作者】葛少博;刘卫国;周顺;李世杰;黄岳田【作者单位】西安工业大学光电工程学院/陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,西安 710021;西安工业大学光电工程学院/陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,西安 710021;西安工业大学光电工程学院/陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,西安 710021;西安工业大学光电工程学院/陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,西安 710021;中国科学院光电技术研究所,成都 610209【正文语种】中文【中图分类】O484.1随着现代光学技术的发展,对光学薄膜的性能要求不断提高。

在光学薄膜中引入各种微结构[1],将微结构的折射、衍射作用与光学薄膜的干涉作用相结合,系统功能和性能可以得到进一步的调控与拓展[2-4]。

通过改变微结构的尺寸与排列,可以实现无损耗的全反射[5],宽带与极窄带的滤波[6]以及损耗极低的波导[7]。

薄膜光学微结构[1]的本质是通过层结构的引入,调节控制微结构法向等效折射率的变化从而实现对元件宏观光学特性的设计。

法向折射率的梯度渐变,最直接的实现方式是在薄膜微结构的制备中造成结构的法向轮廓的渐变。

中国先进研究堆中子科学谱仪首获衍射图像

中国先进研究堆中子科学谱仪首获衍射图像

中国先进研究堆中子科学谱仪首获衍射图像
佚名
【期刊名称】《中国西部科技》
【年(卷),期】2012(11)9
【摘要】8月21日,中国原子能科学研究院中国先进研究堆中子科学谱仪首次获得衍射图像,业内人士表示,这表明谱仪安装的位置基本正确,已具备开展科学实验研究工作的条件。

【总页数】1页(P86-86)
【关键词】中国先进研究堆;衍射图像;中子科学;谱仪;中国原子能科学研究院;业内人士;科学实验
【正文语种】中文
【中图分类】TL411
【相关文献】
1.中国先进研究堆中子织构谱仪的分辨率和极图窗研究 [J], 刘晓龙;李眉娟;刘蕴韬;陈东风;韩松柏;武梅梅
2.中国先进研究堆中子织构衍射仪的研制与调试 [J], 李眉娟;刘晓龙;刘蕴韬;田庚方;吴立齐;孙凯;陈东风
3.中国先进研究堆高分辨中子粉末衍射谱仪模拟研究 [J], 郭立平;陈东风;孙凯;张百生;杜红林
4.中国先进研究堆高分辨中子粉末衍射仪进展 [J], 韩文泽;孙凯;郭浩;袁洲;刘蕴韬;陈东风;
5.中国先进研究堆高强度中子粉末衍射仪进展 [J], 郭浩;韩文泽;袁洲;孙凯;刘蕴韬;陈东风;杨金波;杜红林;
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在超强磁场下用中子衍射研究不稳定磁体的构造

在超强磁场下用中子衍射研究不稳定磁体的构造

在超强磁场下用中子衍射研究不稳定磁体的构造
佚名
【期刊名称】《金属功能材料》
【年(卷),期】2010(17)4
【摘要】日本东北大学、东京大学与日本原子能研究开发机构联合研究小组,运用在30T超强磁场下的中子衍射法进行的实验,探明了三角分子结构的不稳定磁体在磁场中具有共同的磁构造。

这种磁构造与结晶构造互相影响而引发的自旋点阵相互作用在磁体中发挥着重大作用。

对于过去不能进行实验的广范磁体,可望弄明白其在磁场中的微磁状态。

【总页数】1页(P37-37)
【关键词】中子衍射法;超强磁场;结晶构造;不稳定;磁体;日本东北大学;研究开发机构;东京大学
【正文语种】中文
【中图分类】TK226.2
【相关文献】
1.YFe10Si2晶体结构和磁结构中子衍射研究 [J], 薛艳杰;李峻宏;成之绪;陈娜;杜红林
2.稀土正铁氧体HoFe1-xCrxO3磁结构和自旋重取向效应的中子衍射研究 [J], 刘新智;郝丽杰;马小柏;刘蕴韬;孟思勤;李玉庆;陈东风;
3.α-碘酸锂在交变场下中子衍射异常和电行为的研究 [J], 王光;杨桢;;;
4.超强磁场下中子星壳层的电导率和磁星环向磁场欧姆衰变 [J], 陈建玲; 王辉; 贾
焕玉; 马紫微; 李永宏; 谭俊
5.DyFe11Ti磁结构及其自旋重取向的中子衍射研究 [J], OlivierIsnard; EderJ.Kinast
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小角中子散射谱仪技术的发展及未来展望

小角中子散射谱仪技术的发展及未来展望

小角中子散射谱仪技术的发展及未来展望
韩泽华;左太森;马长利;李雨晴;程贺
【期刊名称】《世界科技研究与发展》
【年(卷),期】2022(44)3
【摘要】小角中子散射以中子作为探针,通过弹性相干散射,表征物质微观、介观结构,在物理、化学、材料和生物等多个学科领域有着广泛应用。

最早的小角中子散
射谱仪采用针孔几何进行中子束线准直,测量尺度在1~100纳米;随着中子源通量
的增加、中子光学和探测技术的发展,小角中子散射技术逐渐向更大和更小尺度两
个方向发展。

在更大尺度方向,发展了微小角、超小角和自旋回波中子散射技术;在更小尺度方向,发展了无序大分子中子全散射技术。

为了能够一次性表征多尺度复
杂体系结构,小角中子散射技术正在向着全尺度覆盖、智能化数据分析的方向发展。

本文依循小角中子散射技术和相应的中子谱仪在国内外的发展历程,梳理了不同技
术的特点和应用范围,进而展望了这一技术的发展方向,期间穿插概述了相关技术在
基础和应用科学研究领域的作用。

【总页数】21页(P371-391)
【作者】韩泽华;左太森;马长利;李雨晴;程贺
【作者单位】中国科学院高能物理研究所中国散裂中子源;中国散裂中子源科学中心;中国科学院大学
【正文语种】中文
【中图分类】O57
【相关文献】
1.使用山嵛酸银标定中子小角散射谱仪的关键参数
2.改善中子小角散射谱仪品质的聚焦透镜组设计
3.中子小角散射谱仪探测器标定测试方法
4.中子小角散射谱仪Q 分辨率计算和对形状因子影响分析
5.中子小角散射讲座第二讲中子小角散射装置及实验技术
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基于中子衍射的六方相Er_(1-x)Y_(x)MnO_(3)结构和磁学性能研究

基于中子衍射的六方相Er_(1-x)Y_(x)MnO_(3)结构和磁学性能研究

基于中子衍射的六方相Er_(1-x)Y_(x)MnO_(3)结构和磁学性能研究王洪亮;刘新智;孙凯;刘蕴韬;郝丽杰;马小柏;郭浩;李正耀;田庚方;陈东风【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2022(56)3【摘要】为研究六方钙钛矿氧化物中磁结构和稀土离子对磁性能的影响,以六方相ErMnO_(3)为母体,通过非磁性Y^(3+)离子对磁性稀土Er^(3+)离子的替代,利用X 射线衍射、中子粉末衍射和磁性测量等表征手段,对六方化合物Er_(1-x)Y_(x)MnO_(3)的晶体结构和磁性进行系统研究。

研究结果表明,Y^(3+)离子的掺杂并未引起晶体结构和磁结构的明显改变,同时发现六方晶体结构随温度的增加呈各向异性热膨胀,在ab面内膨胀而沿着c轴收缩。

中子衍射实验结果表明,Er_(0.4)Y_(0.6)MnO_(3)样品的有序温度约为79 K,低温下系统的基态为反铁磁性,结构为Γ_(2)(P63c′m′)或Γ_(4)(P63′c′m)组态,与Er_(0.8)Y_(0.2)MnO_(3)相同。

磁化测试结果表明,非磁性Y^(3+)离子掺杂量的增加削弱了磁化强度,2 K时磁性稀土离子Er^(3+)的自旋有序在外磁场下表现出铁磁信号。

该研究阐明了Er_(1-x)Y_(x)MnO_(3)的磁性本质和稀土磁性调控特性,为其潜在应用提供了有力指导。

【总页数】9页(P410-418)【作者】王洪亮;刘新智;孙凯;刘蕴韬;郝丽杰;马小柏;郭浩;李正耀;田庚方;陈东风【作者单位】中国原子能科学研究院;中山大学物理学院【正文语种】中文【中图分类】O571.56【相关文献】1.小角度X衍射和小角度中子衍射在淀粉结构研究中的应用2.六方相 MnFeP 1-x Six(0.33<x <0.66)化合物力学性质的从头计算研究3.间隙碳原子对(Er_(1-x)Sm_x)_2Fe_(17)C_y化合物形成、结构与磁性的影响4.xPb(Y_(1/2)Nb_(1/2))O_3-(1-x)Pb(Zr_(1/2)Ti_(1/2))O_3铁电陶瓷性能研究5.(Er_(0.8)Y_(0.2))_2Fe_(17)C_x的磁性和穆斯堡尔谱研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

SRAM单元中子单粒子翻转效应的Geant4模拟

SRAM单元中子单粒子翻转效应的Geant4模拟

SRAM单元中子单粒子翻转效应的Geant4模拟郭晓强;郭红霞;王桂珍;林东生;陈伟;白小燕;杨善潮;刘岩【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2010(044)003【摘要】应用Geant4工具,构造了不同特征尺寸的SRAM单元几何模型及单粒子翻转截面计算模型,分析了敏感体积和临界电荷对低能中子单粒子翻转效应的影响趋势,计算了反应堆裂变中子谱辐射环境下,不同特征尺寸SRAM的中子单粒子翻转截面,认为小尺寸SRAM器件的低能中子单粒子翻转效应更为严重.【总页数】6页(P362-367)【作者】郭晓强;郭红霞;王桂珍;林东生;陈伟;白小燕;杨善潮;刘岩【作者单位】西北核技术研究所,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,陕西,西安,710024【正文语种】中文【中图分类】O571.1【相关文献】1.脉冲激光模拟SRAM器件单粒子翻转效应的试验方法研究 [J], 上官士鹏;封国强;余永涛;姜昱光;韩建伟2.SOI CMOS SRAM单元单粒子翻转效应的模拟 [J], 李振涛;于芳;刘忠立;赵凯;高见头;杨波;李宁3.低能质子引起SRAM单元阵列的单粒子效应Geant4模拟 [J], 杜枢;叶常青;梁云川;杨诚;陈虹见4.SRAM白光中子单粒子翻转注量率(107量级)效应研究 [J], 李光远;唐翌;胡志良;梁天骄5.SRAM单元单粒子翻转效应的电路模拟 [J], 刘征;孙永节;李少青;梁斌因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

特约撰稿人王芳卫

特约撰稿人王芳卫

特约撰稿人王芳卫
佚名
【期刊名称】《中国材料进展》
【年(卷),期】2009(28)12
【摘要】王芳卫:1967年生,中科院物理研究所研究员,博士生导师。

在国际学术刊物上发表和合作发表论文130余篇,他引1000余次。

现任中国科学院物理所中国散裂中子源靶站谱仪中心副主任。

主要研究方向包括:中子散射在凝聚态物质中的应用;稀土金属间化合物的结构与磁性;散裂中子源中子散射谱仪设计;强关联电子体系;分子磁性与有机磁体。

【总页数】1页(P25-25)
【关键词】中国科学院物理所;撰稿人;稀土金属间化合物;散裂中子源;中子散射;分子磁性;物理研究所;博士生导师
【正文语种】中文
【中图分类】O614.33;TU244.4
【相关文献】
1.云南日报特约理论评论撰稿人社会主义论坛顾问、特约编委简介 [J],
2.《前进论坛》2000年度优秀特约记者、特约通讯员、特约撰稿人 [J], 无
3.诚招《给水排水动态》特约撰稿人、特约通讯员和特约记者的通知 [J], 无
4.《中国医学创新》杂志诚邀特约编委及特约撰稿人 [J],
5.《中国医学创新》杂志诚邀特约编委及特约撰稿人 [J],
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中 国 科 学(A 辑) 第30卷 第6期SCIE NCE IN C HINA(Series A) 2000年6月Pr6Fe13Ge磁结构的Mössbauer谱和中子衍射王芳卫① 张泮霖① 宫华扬② 严启伟①(①中国科学院物理研究所和凝聚态物理中心,磁学国家重点实验室,北京100080;②武汉钢铁公司技术中心高新技术研究所,武汉430080)摘要 通过磁性测量、Mössbauer谱和中子衍射研究了室温下Pr6Fe13Ge的磁结构.磁性原子集中分布在z=0和z=1/2镜面的两侧,被z=1/4,3/4处的非磁性原子分割成M(磁性)/NM(非磁性)/M(磁性)排列的三明治结构.磁性层M内磁矩为共线铁磁耦合,磁矩方向少量偏离ab面,形成小的c轴方向的分量;层与层之间,ab面内的磁矩分量为反铁磁耦合,而c轴方向的分量为铁磁耦合.关键词 磁结构 Mössbauer谱 中子衍射 磁结构因子 Pr6Fe13Ge稀土金属间化合物R6Fe13X(R=轻稀土,X=Si,Ge,Sn,Cu,Ag等)为四方Nd6Fe13Si结构,空间群为I4/mc m[1].它常作为第2相出现在烧结的钕铁硼永磁体中,对磁体的矫顽力和抗腐蚀能力有较明显的影响[2,3].其晶体结构相对复杂,由两个稀土晶位R1(8f),R2(16l),4个铁晶位Fe1(4d),Fe2(16k),Fe3(16l1),Fe4(16l2)和一个非磁性的第3元素晶位X(4a)组成.所有磁性原子集中分布在z=0和z=1/2镜面的两侧,而被z=1/4的非磁性原子层X分开,形成M(磁性)/NM(非磁性)/M(磁性)排列的三明治结构.可能正是因为R6Fe13X这种特殊的晶体结构以及难于获得极好的单相样品,不同研究组对该类化合物的磁性测量结果差异很大:反铁磁[3,4]、亚铁磁[5,6]甚至铁磁[7]均见报道.最近的中子衍射实验结果[8~10]显示:每一磁性层内的磁矩为ab面内共线的铁磁序,而层与层之间为共线的反铁磁序,支持宏观反铁磁观点.为更进一步明确该类化合物的磁结构特点,我们选择室温具有单轴磁取向的化合物Pr6Fe13Ge,通过室温下的Mössbauer效应和中子衍射研究其磁结构.1 实验方法样品制备和磁取向的方法和检测可参考文献[11,12].透射Mössbauer谱在OXFORD MS_ 500恒加速Mössbauer谱仪上采集,放射源为铑基底57Co源.中子衍射数据在韩国原子能研究院HANAR O核中心的高通量、高分辨粉末衍射仪上收集.入射中子束由弯晶聚焦单色器提供,波长为0.18437nm.数据采集范围2θ=0°~140°,步长为0.05°.使用程序Fullprof[13]对数据进行Rietveld精修.2 实验结果2.1 磁性测量图1(a)所示为振动样品磁强计测得的化合物Pr6Fe13Ge在0.1T外场下的磁化强度随温 1999-12-17收稿,2000-02-23收修改稿度的变化.从M _T 曲线可以看出,395K 附近的小峰表征化合物的长程磁有序可能是反铁磁耦合,但有序温度下相对较大的磁化强度说明化合物很有可能并不是完全反铁磁体.图1 Pr 6Fe 13Ge 的(a )0.1T 下M _T 和(b )300K 下M _H 曲线SQUID 磁强计测得的磁化曲线显示:高场端,化合物Pr 6Fe 13Ge 的磁化强度随外场线性增加,具有明显的反铁磁特征(如图1(b )所示).高场磁化曲线外推至零场时,磁化强度为2.5Am 2/kg ,即每单位分子的磁矩为0.74μB .零场下净磁矩的存在,也表明该化合物可能不是完全反铁磁体.X 射线入射磁取向Pr 6Fe 13Ge 样品垂直外磁场的取向面时,(hk 0)晶面的衍射被强烈抑制而基本消失,相反(00l )晶面衍射得到明显的加强(图2).因单晶颗粒在外场作用下,其易磁化方向将与磁场方向一致,所以,Pr 6Fe 13Ge 应具有较明显的单轴磁晶各向异性.图2 1T 下Pr 6Fe 13Ge 取向样品的X 射线衍射图 图3 300K 时随机取向粉末的M össbauer 谱圆点为采集的数据,实线为拟合结果,虚线为4个不同铁晶位的亚谱2.2 M össbauer 谱Pr 6Fe 13Ge 常规随机取向粉末样品的M össbauer 谱用对应4个不同铁晶位的4支Lorentz 型六线谱作最小二乘拟合.4d ,16k ,16l 1,16l 2各铁晶位总强度比为1∶4∶4∶4.拟合结果见图3,拟合参数列于表1中.拟合度χ2为253.4,稍大于标准拟合度.一般认为,稀土铁金属间化合物中,Fe 原子的超精细场的大小与其最近邻的Fe 原子和稀土原子数目相关.近邻的Fe 原子越多、稀土原子越小,其超精细场就越大.因此,各晶位超精细场的大小应为4d >16k >16l 1>16l 2,其拟合结果分别为27.0,25.9,23.5,18.0T ,即Fe 原子平均磁矩约为1.6μB .显而易见,第6期王芳卫等:Pr 6Fe 13Ge 磁结构的M össbauer 谱和中子衍射545 Pr 6Fe 13Ge 中铁原子的磁矩不可能是铁磁耦合,否则磁化曲线给出的自发磁化强度不会只有0.74μB /f .u .表1 Pr 6Fe 13Ge 常规随机取向粉末样品的M össbauer 谱拟合结果:各Fe 晶位的超精细场B h f ,四级劈裂QS 和同质异能移IS4d16k 16l 116l 2B hf /T27.025.923.518.0Q S /mm ·s -10.170.110.150.12IS a )/mm ·s -1-0.02-0.17-0.19-0.09 a )同质异能移IS 为与室温时α_Fe 的IS 相对值收集M össbauer 谱的样品中,磁矩自由分布时,磁偶极相互作用引起的超精细劈的六线谱的强度比为3∶2∶1∶1∶2∶3;磁矩完全平行于γ射线传播方向时,比值为3∶0∶1∶1∶0∶3,而磁矩完全垂直γ射线传播方向时,该比值为3∶4∶1∶1∶4∶3.Pr 6Fe 13Ge 取向样品测量M össbauer 谱时,其磁矩按理与γ射线传播方向平行,其M össbauer 谱应与一般的具有单轴各向异性的共线铁磁材料的取向样品相似:1,6峰明显加强.然而测量结果并非如此,其谱型与随机取向样品的相比没有明显的变化.因此,我们认为简单的易轴或易面均不能对Pr 6Fe 13Ge 取向样品测量M össbauer 谱给予合理的解释,即Pr 6Fe 13Ge 的磁矩方向可能既不沿4次对称轴c 轴,也不在ab 面内,而存在一倾斜角度.文献[5,14]中也得出相似的结论.2.3 中子衍射中子衍射是目前探测磁性物质中的磁结构的最直接、最有力的工具.因高角度的数据包含很小的磁衍射,且可测定较准确的晶胞参数,首先使用高角度的衍射数据对晶体结构参数拟图4 Pr 6Fe 13Ge 的0~40°中子衍射图图中括号内数字为观测到磁衍射峰的衍射指标合.之后,以拟合得到的晶体结构参数计算低角度的晶体衍射数值,并与实际测量值比较,从而得到磁衍射的基本特征.如图4,箭头所示为测得有磁衍射峰的位置,括号内对应的数值为这些峰的指标.这些衍射峰在晶体的核衍射中均不出现,其中以奇次(00l )衍射为主体,没有偶次(00l )磁衍射.而且(001)强度是次强磁衍射峰(003)的100倍左右,占绝对主导地位.这一事实说明:Pr 6Fe 13Ge 应为一反铁磁结构,波矢q =(0,0,1).已知该类化合物晶体结构具有明显的层状特性,可把某晶位原子沿c 轴自下至上划分为4层:(1)-z ,(2)z ,(3)1/2-z 和(4)1/2+z .因此,任一晶位的(00l )衍射的磁结构因子:F j =(00l )=nf j (m 1e 2πi l z +m 2e -2πi l z +m 3e -2πi l (1/2-z )+m 3e -2πi l (1/2+z )),其中m i 为磁矩矢量,f j 为磁形状因子,n 为晶位原子数的1/4. l =奇数时:F j (00l )=nf j (m 1e 2πi l z +m 2e -2πi l z -m 3e 2πi l z -m 4e -2πi l z ),546 中 国 科 学 (A 辑)第30卷图5 Rietveld 精修时的磁结构模型 l =偶数时:F j (00l )=nf j (m 1e 2πi l z +m 2e -2πi l z +m 3e 2πi l z+m 4e -2πi l z ). 为满足实际观测中仅有奇次(00l )衍射的要求,4层内磁性原子的磁矩排列应为(++--)或(-++-).对这两模型理想计算其磁衍射强度表明:前者更能与非常强的(001)衍射而很弱的(003)衍射相符.因而,最终所采用的磁结构模型为:磁性原子被z =1/4,3/4处的非磁性原子分割成准层状结构.每层内的磁矩为面内共线铁磁耦合,而层与层之间为反铁磁耦合,如图5所示.如此简洁的磁结构模型,可简单地把晶体结构的空间群退化为P4来更直观地描述.图6 Pr 6Fe 13Ge 中子衍射图和Rietveld 精修结果圆点为测量数据,实线为拟合结果从图4中可以清楚地看到:(001),(002)衍射强度很大,但峰形明显偏离Gauss 型,反对称十分明显.造成这种强烈反对称的原因首先是设备的中子光学系统本身的缺陷,其中包括弯晶聚焦带来的影响,还有直射束屏蔽体对(001)强度的影响.最终拟合时,排除了这两个衍射峰,拟合结果见图6,其结构参数及各晶位的磁矩值见表2.第6期王芳卫等:Pr 6Fe 13Ge 磁结构的M össbauer 谱和中子衍射547 表2 Pr 6Fe 13Ge (空间群:I4/mcm )的结构参数和磁矩的拟合结果a )晶位元素x y z B /10-2nm 2μ/μB 8fPr 000.1100(2)0.6(1)1.01(8)16kPr 0.1685(4)1/2+x 0.1905(2)0.9(1)1.06(4)4dFe 01/200.1(1)1.7(2)16kFe 0.0657(2)0.2077(2)00.16(4)1.79(6)16l 1Fe 0.1790(2)1/2+x 0.0605(1)0.15(4)1.82(6)16l 2Fe 0.3864(2)1/2+x 0.0956(1)0.28(4)1.68(7)4a Ge 001/40.30(9)a ,c /nm 0.81001(1),2.30443(5);R n ,R m ,R wp ,R e (%):4.2,13.2,10.7,5.6 a )磁矩μ为面内磁矩拟合值.R n ,R m 为核和磁的积分强度可信度因子,而R wp ,R e 分别是权重图形因子、理想权重图形因子3 讨论中子衍射数据分析结果给出:Pr 6Fe 13Ge 应为一完全反铁磁体,磁矩均平躺于ab 面内.然而,磁化曲线显示化合物在零场下存在净磁矩,磁取向实验表明易磁化方向应沿c 轴.M össbauer 谱证明磁矩可能既不在ab 面内,也不在c 轴方向.这些矛盾如何解决?不妨理论上计算一下磁矩均沿c 轴的铁磁耦合模型及上述反铁磁模型的中子衍射磁结构因子.任一晶位j 的磁结构因子均可表达为F j (hkl )=∑i f j m j e -2πi (hx i +ky i +lz i ),其中f j ,m j 分别为第j 晶位上原子的磁形状因子和原子磁矩在(hkl )衍射晶面上的分量;(x i ,y i ,z i )为晶胞内第j 晶位原子的坐标.沿c 轴铁磁耦合模型中,其磁空间群与晶体的完全一致,只会出现满足衍射条件h +k =2n 的(hk 0)磁衍射.对于4d 晶位,4个原子的坐标为(0,1/2,0),(1/2,0,0),(1/2,0,1/2)和(0,1/2,1/2),代入上式得F 4d (hk 0)=f j m j (e -πi k +e -πi h +e -πi h +e -πi k )=4f j m j cos πh .同样可得:F 8f (hk 0)=8f j m j ,F 16k (hk 0)=8f j m j (cos2πhx j cos2πky j +cos2πhy cos2πkx j ),F 16l (hk 0)=8f j m j cos πh [cos2π(h -k )x j +cos2π(h +k )x j ].相似地,层间反铁磁模型下,各晶位的(00l )(l 为奇数)衍射磁结构因子为F 4d (00l )=4f j m j cos2πlz j , F 8f (00l )=8f j m j cos2πlz j ,F 16k (00l )=16f j m j cos2πlz j , F 16l (00l )=16f j m j cos2πlz j . 总的磁结构因子可视为各晶位的磁结构因子之和.为了能定性分析衍射强度,假定所有晶位上磁性原子的磁矩及磁形状因子一致.由此得两模型下前两个磁衍射总的磁结构因子:F (110)=-6.2fm c , F (200)=-0.4fm c ,F (001)=59.9fm ab , F (003)=4.9fm ab . 由上式可知,如果Pr 6Fe 13Ge 中磁矩在c 轴方向有一很小的分量m c ,例如低于ab 面内分量m ab 一个量级,那么无法从总的衍射中分离出该磁分量的影响.通过上述磁结构因子的分析可以看出:若假定原子磁矩小角度偏离ab 面,在c 轴方向存在一小的铁磁性分量,则可对上述实验给出自洽的解释.因磁矩c 轴分量小,多晶样品的中子548 中 国 科 学 (A 辑)第30卷衍射将无法准确判定其存在,但自发状态的净磁矩和c 轴方向易磁化则是该小分量的宏观体现.而取向样品的M össbauer 谱则是磁矩ab 面分量及c 轴分量的共同作用的结果.该磁结构模型与点电荷模型稀土位晶场计算结果[15]十分吻合.4 结论磁化曲线显示Pr 6Fe 13Ge 包含明显的反铁磁性,但零场下却存在每分子0.7μB 的净磁矩,磁取向实验表明易磁化方向应沿c 轴.中子衍射表明Pr 6Fe 13Ge 应为一完全反铁磁体,磁矩均平躺于ab 面内.M össbauer 谱证明磁矩可能既不在ab 面内,也不在c 轴方向.通过对表面上相互矛盾的三方面实验结果的深入分析,我们认为室温下Pr 6Fe 13Ge 的微观磁结构可描述为:磁性离子被z =1/4,3/4处的非磁性原子分割成准层状结构.层内磁矩为共线铁磁耦合,磁矩方向少量偏离ab 面,形成小的c 轴方向的分量.层与层之间,ab 面内的磁矩分量为反铁磁耦合,而c 轴方向的分量为铁磁耦合.因磁矩c 轴分量小,中子衍射无法准确判定其存在,只反映出ab 面内的大的磁矩分量的反铁磁性;自发磁化状态的净磁矩和c 轴方向易磁化正是c 轴上该小分量的宏观体现;取向样品的M össbauer 谱的特征则是磁矩ab 面分量及c 轴分量共同作用的结果.致谢 感谢韩国原子能研究院中子物理部Chang _Hee Lee 和Kun _pyo Hong 博士的中子衍射测量及有益讨论.参 考 文 献1 Allemand J ,Letant A ,Moreau J M ,et al .A new phas e in Nd 2Fe 14B magnets ,crystal s tructure and magnetic properties of Nd 6Fe 13Si .J Les s _common Met ,1990,166(1):73~792 Schrey P ,Velices cu M .Influence of Sn additi ons on the magnetic and microstructural properties of Nd _Dy _Fe _B magnets .J Magn Magn M ater ,1991,101(3):417~4183 Kajitani T ,Nagayama K ,Umeda T .Microstructure of Cu _added Pr _Fe _B magnets :crystall ization of anti ferro magnetic Pr 6Fe 13Cu in the boundary region .J Magn Magn M ater ,1992,117(3):379~3864 de Groot C H ,Buschow K H J ,de Boer F R .Magnetic properties of R 6Fe 13_x M 1+x compounds and their hydrides .Phys Rev B ,1998,57(18):11472~114825 Hu B P ,Coey J M D ,Kles nar H ,et al .Crys tal structure ,magnetis m and 57Fe M öss bauer spectra of ternary R E 6Fe 11Al 3and RE 6Fe 13Ge compounds .J M agn Magn M ater ,1992,117(182):225~2316 Yan Q W ,Zhang P L ,Sun X D ,et al .The magnetic structure of Nd 6Fe 13Si .J Phys Condens Matter ,1994,6(16):3101~31077 Weitz er F ,Leithe _Jasper A ,R ogl P ,et al .Magnetis m of ternary compounds RE 6Fe 13X ;R E =Pr ,Nd ;X =Cu ,Ag ,Au ,Zn ,Cd ,and Hg .J Appl Phys ,1994,75(12):7745~77518 Schobinger _Papamantell os P ,Buscho w K H J ,de Groot C H ,et al .On the magnetic ordering of R 6Fe 13X compounds .J All oys Comp ,1998,280(1):44~559 Schobinger _Papamantell os P ,Buschow K H J .Magnetic ordering of Pr 6Fe 13Si and Nd 6Fe 13Au studied by neutron diffraction .J Phys Condens Matter ,1999,11(23):4469~448110 Kennedy S J ,Wu E ,Wang F ,et al .Neutron diffraction study of t he magnetic structure of Pr 6Fe 11Al 3.European Conference of NeutronScattering ,1999,F46B11 Wang F ,Shen B ,Gong H ,et al .An X _ray diffraction and magnetic s tudy of Pr 6Fe 13Si .J M agn M agn M ater ,1998,177_181(PT Ⅱ):1056~105712 Wang F ,Wang J ,Zhang P ,et al .Magnetic properties of (La 1_x Pr x )6Fe 11Al 3compounds .Physica B ,1999,269(1):17~2113 R odri guez _Carvajal J .Recent advances in magnetic s tructure determination by neutron powder diffraction .Physica B ,1993,192(1):55~6914 Knoch K G ,Le Cal vez A ,Qi Q ,et al .Structure and magnetic properties of Nd 6Fe 13Cu .J Appl Phys ,1993,73(10PT ⅡA ):5858~588015 Li H S ,Hu B P ,Cadogan J M ,et al .Magnetic properties of new ternary R 6Ga 3Fe 11c ompounds .J Appl Phys ,1990,67(12):4841~4843第6期王芳卫等:Pr 6Fe 13Ge 磁结构的M össbauer 谱和中子衍射549 。

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