Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Ultra-Precision Optical Manufacturing Engineering Center, Department of Optical Science and Engineering, Fudan University, Shanghai 200433, China
2 Key Laboratory of Micro and Nano Photonic Structure (Ministry of Education), Fudan University, Shanghai 200433, China
The mechanism of ferromagnetic ordering in ZrOx film is investigated by both experimental observation and theoretical calculation. Magnetic measurements reveal that the magnetic properties can be adjusted from diamagnetism to ferromagnetism by varying the oxygen stoichiometry. We find that oxygen-rich defects can be responsible for the observed magnetic properties by taking the measurements of x-ray photoelectron spectroscopy and room temperature photoluminescence spectra. Density functional theory calculations further confirm that the ferromagnetic order is mainly driven by the exchange interaction between the oxygen antisites and the neighboring anion atoms.
310.4925 Other properties (stress, chemical,etc.) 050.1755 Computational electromagnetic methods 120.7000 Transmission Chinese Optics Letters
2016, 14(11): 113101
1 中国科学院上海光学精密机械研究所科技考古中心, 上海 201800
2 复旦大学, 上海 200433
以蛇纹石这一中国传统的玉材为对象, 旨在通过微量元素含量分析来探索古代蛇纹石玉器原料的可能来源。 采用无损的外束质子激发X射线荧光技术（PIXE）对来自中国几个典型矿区的蛇纹石样品主量元素和微量元素进行了分析。 同时也采用有损的电感耦合等离子体原子发射光谱技术（ICP-AES）对这些蛇纹石样品的微量元素含量进行了比较分析。 结果表明, 两种分析方法所获取的蛇纹石微量元素含量趋势具有一致性, 说明PIXE无损分析技术可以应用于蛇纹石的微量元素分析研究。 讨论了蛇纹石的微量元素含量与地质成因之间的关系, 这些蛇纹石的微量元素含量存在明显的差异, 这种差异可以用来区分不同地质成因的蛇纹石。 Ⅰ型地质成因的蛇纹石中微量元素中Ni含量较低, 且几乎不含Cr和Co, 而Ⅱ型地质成因的蛇纹石中则含有较高微量元素的Cr, Co和Ni。 采用PIXE技术分析了来自浙江、 江苏、 河南、 安徽和湖北等省出土的新石器时代至战国时期（4585 BC—221 BC）14个遗址或墓葬出土的18件蛇纹石玉器的化学成分, 通过与两种地质成因类型蛇纹石的微量元素比较分析, 初步推测了这些蛇纹石玉器原料的可能来源。 以蛇纹石微量元素含量与地质成因类型之间的关系来探索古代蛇纹石玉器玉料可能的来源是一种有益的尝试。
中国古代蛇纹石玉器 微量元素 地质成因 玉料来源 PIXE PIXE Chinese ancient serpentine artifact Trace element Formation mechanism Original source 光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3780
1 中国科学院上海光学精密机械研究所科技考古中心, 上海201800
2 复旦大学光科学与工程系, 上海200433
3 河南省文物考古研究院, 河南 郑州450000
综合利用便携式X射线荧光光谱仪(pXRF)、 激光Raman光谱仪(便携式和可移动式)以及光学相干层析成像(OCT)技术, 对河南出土的14件东周玉器进行无损分析测试。 pXRF和便携式微型Raman光谱仪(miniRaman)能够准确、 快速的识别玉器的原材料和物相。 且这两台仪器操作简单、 体积小, 可用于做现场原位、 无损分析。 根据pXRF检测结果, 这批玉器按成分可分为富硅铝钾、 富钙、 富硅、 富硅镁、 富硅钙和富钙磷6大类。 通过miniRaman快速地鉴定出这批样品的主要物相。 在实验室里, 使用可移动式共焦激光Raman光谱仪, 可以弥补便携式微型Raman光谱仪在光谱分辨率、 测量精度以及测量范围等方面的不足。 利用共焦激光Raman光谱仪, 检测到透闪石型玉器中［OH］根的Raman振动峰。 OCT技术可以分析玉器材质的透明度、 纤维粗细程度、 包裹体分布等亚表面特征。 将共焦激光Raman光谱仪与OCT分析仪有机结合分析了两件含包裹体的透闪石玉器样品, OCT图像可以直观地展示这两件样品中的包裹体分布特征, 而共焦激光Raman光谱仪可以准确定位样品表面的包裹体, 进行显微形貌观察及其物相分析, 结果表明黑色的包裹体为石墨, 这对玉器的产地溯源研究具有重要意义。 通过研究发现, 利用便携式X射线荧光光谱仪, 激光Raman光谱仪和光学相干层析成像技术 , 可以实现对文物样品的物相组成和质地特征进行初步鉴别和分析, 满足考古工作的现场基础分析要求。
古代玉器 无损分析 pXRF pXRF Raman Raman OCT OCT Ancient jade artifacts Non-destructive analysis 光谱学与光谱分析
2015, 35(9): 2492
1 中国科学院上海光学精密机械研究所科技考古中心, 上海 201800
2 敦煌研究院, 甘肃 敦煌 736200
由于块状固体标准玉石样品的缺乏, 造成了便携式X射线荧光分析技术(pXRF)利用工作曲线法对玉石文物样品进行无损定量分析的困难。试图寻找一种pXRF可采用, 但不需要块状固体玉石标准样品的定量分析方法。选取24件软玉样品, 其中17件为校准样品, 7件为测试样品。所有软玉样品利用质子激发X射线荧光分析技术(PIXE)获得定量分析结果。根据校准软玉样品的PIXE定量分析结果建立兴趣元素的工作曲线, 利用工作曲线对测试软玉样品进行定量分析;然后, 利用pXRF对所有软玉样品进行定性分析, 获得其定性分析图谱, 利用校准软玉样品的定性分析图谱和PIXE定量分析结果, 采用最小偏二乘法对测试软玉样品兴趣元素含量进行分析。最后, 将工作曲线法、PLS方法和PIXE的定量分析结果进行了相互对比。通过误差分析, 评估了工作曲线法和PLS方法定量分析软玉样品的精确度。结果表明, PLS方法可以代替工作曲线法对玉石类样品进行定量分析。
X射线荧光光谱分析技术 工作曲线 偏最小二乘回归分析 软玉 XRF Calibration curve Partial least squares regression analysis Nephrite
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 复旦大学, 上海 200433
通过岫岩玉的成分、 过渡金属离子的价态及配位状态来研究岫岩玉的致色机理。 电感耦合等离子原子发射光谱(ICP-AES)结果显示样品中除了铁和锰, 几乎没有其他过渡金属元素。 电子顺磁共振谱(EPR)则揭示了位于八面体晶格上的Mn2+和位于四面体和八面体晶格上的Fe3+, 而吸收光谱(OAS)则证实了Fe2+和Fe3+的共同存在。 分析结果表明Fe2+对岫玉的绿色起主要作用而岫玉的黄色则是由Fe2+和Fe3+的共同作用决定的。 此外通过漫反射光谱(DRS)计算出岫玉的色度坐标, 对比发现人眼感觉颜色类似的样品其实色度坐标有很大差异。 因此可以通过色度坐标来定量区分岫玉颜色的差异, 这具有一定的学术价值和经济价值。
岫岩玉 色度坐标 致色机理 顺磁共振 吸收光谱 Xiuyan Jade Chromaticity coordinate Coloration mechanism Electron paramagnetic resonance Optical absorption spectrum 光谱学与光谱分析
2012, 32(9): 2305
1 中国科学院上海光学精密机械研究所， 上海201800
2 复旦大学， 上海200433
运用拉曼光谱技术研究了Na2O(K2O)—CaO(MgO)—SiO2， Na2O(K2O)—Al2O3—SiO2， Na2O(K2O)—B2O3—SiO2， Na2O(K2O)—PbO—SiO2和PbO—BaO—SiO2五个系统的玻璃。 结果表明， 阳离子对玻璃近程结构的改造会引起拉曼特征的变化。 部分样品是根据古玻璃平均成分在实验室烧制的， 这项研究对于运用激光拉曼光谱区分不同系统的古代硅酸盐玻璃有重要意义。
激光拉曼光谱技术 硅酸盐玻璃 阳离子 Laser Raman spectroscopic technique Silicate glasses Cations
1 中国科学院上海光学精密机械研究所， 上海201800
2 复旦大学， 上海200433
利用便携式能量色散型X射线荧光(portable energy-dispersive X-ray fluorescence， PXRF)、 外束质子激发X射线(external beam proton induced X-ray emission， PIXE)、 X射线衍射(X-ray diffraction， XRD)和激光拉曼光谱(laser Raman spectroscopy， LRS)对12块样品进行了成分、 结构和矿物组成分析。 结果表明， PXRF和PIXE的分析结果有较好的可比性， 样品主要由较纯的硬玉组成， 次要元素含量较低。 1块样品含少量绿辉石， 一块样品主要由绿辉石组成。 硬玉的Raman特征峰位于201， 372， 698， 985， 1 037 cm-1， 绿辉石的特征峰位于680和1 017cm-1。 利用Raman光谱测试样品的裂隙处， 发现3块样品含白蜡， 1块样品含环氧树脂。 白蜡的Raman特征峰位于2 846和2 880 cm-1， 环氧树脂的特征峰位于2 924和3 065 cm-1。 无损分析技术在翡翠中的应用拓展了样品的研究范围， 为翡翠的进一步研究、 鉴定和分级提供了技术支持。
翡翠 便携式X射线荧光分析 外束质子激发X射线 激光拉曼光谱 无损分析 Jadeite jade Portable X-ray fluorescence analysis External beam proton induced X-ray emission Laser Raman spectrum Nondestructive analysis 光谱学与光谱分析
2011, 31(11): 3134
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 复旦大学信息科学与工程学院, 上海 200433
信息技术已经进入纳米时代，纳米光学和光子学正是为满足快速和高密度信息技术的需求而产生、发展的。先进的纳米光学和光子学器件应该是高速、高分辨率和高集成的，形成各类光学和光子学芯片和盘片。由于器件最小特征尺寸和加工分辨率受限于光的衍射极限，现有技术已接近实用化技术的理论极限并且成本很高，只有突破光学衍射极限才能进一步发展纳米光学和光子学。在光的远场和近场应用超分辨率技术，是当前重要的前沿课题，它们的应用主要集中于信息技术领域，具有代表性的是纳米信息存储和光刻中的光学超分辨率技术等。
纳米光学 纳米光子学 超分辨率 光信息存储 光刻
1 中国科学院上海光学精密机械研究所科技考古中心, 上海201800
2 复旦大学, 上海200433
便携式X射线荧光光谱分析技术(PXRF)是一种表面分析技术, 样品表面状况对定量分析结果有很大的影响。 本文采用PXRF对新疆、 广西、 江苏等地出土的Na2O-CaO-SiO2, K2O-SiO2和PbO-BaO-SiO2体系古代玻璃的风化表面与内部进行了定量分析, 指出了主要助熔剂的含量在不同部位的变化。 另外, 还研究了样品与参考平面之间的距离以及弧形表面对样品定量分析的影响, 利用归一化方法和校正因子法, 对测试结果进行了校正, 并对校正后的结果进行了比较。 结果表明归一化方法及校正因子法对于非理想状态表面样品的校正结果几乎相同, 但实际测量中, 在满足一定的条件下, 归一化方法更适合古代文物的定量分析。 研究结果对于古代玉器的PXRF定量分析也具有一定的指导意义。
便携式X射线荧光分析 古代玻璃 风化腐蚀 归一化 校正因子 Portable X-ray Fluorescence analysis Ancient glass Weathering Normalizing method Calibrating factors 光谱学与光谱分析
2011, 31(7): 1954
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Different pattern structures are obtained on the AgInSbTe (AIST) phase change film as induced by laser beam. Atomic force microscopy (AFM) was used to observe and analyze the different pattern structures. The AFM photos clearly show the gradually changing process of pattern structures induced by different threshold effects, such as crystallization threshold, microbump threshold, melting threshold, and ablation threshold. The analysis indicates that the AIST material is very effective in the fabrication of pattern structures and can offer relevant guidance for application of the material in the future.
图形结构 AgInSbTe 原子力显微镜 阈值效应 210.4810 Optical storage-recording materials 180.6900 Three-dimensional microscopy Chinese Optics Letters
2011, 9(8): 082101
