Name: u2o5 film preparation via uo2 deposition by direct current sputtering and successive oxidation and reduction with atomic oxygen and atomic hydrogen
Uploaded: 2019-02-21T14:00:00
Duration: 12 min 5 s
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लेखकों का कोई अभार नहीं है ।

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	<li>Shoesmith, D. W., Sunder, S., Hocking, W. H., Lipkowski, J., Ross, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemistry+of+UO2+nuclear+fuel.">Electrochemistry of UO2 nuclear fuel.</a> Electrochemistry of Novel Materials. , (1994).</li><li>Shoesmith, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fuel+corrosion+processes+under+waste+disposal+conditions.">Fuel corrosion processes under waste disposal conditions.</a> Journal of Nuclear Matter. 282, 1-31 (2000).</li><li>Gouder, T., Shick, A. B., Huber, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+interaction+of+PuO2,+UO2+x+and+UO3+with+water+ice.">Surface interaction of PuO2, UO2+x and UO3 with water ice.</a> Topics in Catalysis. 56, 1112-1120 (2013).</li><li>Cohen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+chemisorption+on+a+sputter+deposited+uranium+dioxide+film+-+Effect+of+defects.">Water chemisorption on a sputter deposited uranium dioxide film - Effect of defects.</a> Solid State Ionics. 263, 39-45 (2014).</li><li>Seibert, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+the+electrochemical+quartz+crystal+microbalance+(EQCM)+in+corrosion+studies+of+UO2+thin+film+models.">The use of the electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) in corrosion studies of UO2 thin film models.</a> Journal of Nuclear Matter. 419, 112-121 (2011).</li><li>Majumder, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Syntheses+of+U3O8+nanoparticles+form+four+different+uranyl+complexes:+Their+catalytic+performance+for+various+alcohol+oxidations.">Syntheses of U3O8 nanoparticles form four different uranyl complexes: Their catalytic performance for various alcohol oxidations.</a> Inorganic Chimica Acta. 462, 112-122 (2017).</li><li>Gouder, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+observation+of+pure+pentavalent+uranium+in+U2O5+thin+films+by+high-resolution+photoemission+spectroscopy.">Direct observation of pure pentavalent uranium in U2O5 thin films by high-resolution photoemission spectroscopy.</a> Scientific Reports. 8, 1-7 (2018).</li><li>Rundle, R. E., Baeziger, N. C., Wilson, A. S., MacDonald, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structures+of+the+carbides,+nitrides+and+oxides+of+uranium.">The structures of the carbides, nitrides and oxides of uranium.</a> Journal of the American Chemical Society. 70, 99 (1948).</li><li>Hoekstra, H. R., Siegel, S., Gallagher, F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+uranium-oxygen+system+at+high+pressure.">The uranium-oxygen system at high pressure.</a> Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 32, 3237 (1970).</li><li>Kovba, L. M., Komarevtseva, N. I., Kuz'mitcheva, E. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+crystal+structures+of+U13O34+and+delta-U2O5.">On the crystal structures of U13O34 and delta-U2O5.</a> Radiokhimiya. 21, 754 (1979).</li><li>Teterin, Y. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+of+synthetic+and+natural+uranium+oxides+by+X-ray+photoelectron+spectroscopy.">A study of synthetic and natural uranium oxides by X-ray photoelectron spectroscopy.</a> Physics and Chemistry of Minerals. 7, 151-158 (1981).</li></ol>

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

प्रारंभिक परिणाम U2O की पतली फिल्मों पर प्राप्त की5 के बारे में 30 monolayers (एमएल) मोटाई में, एक साथ इसी कोर स्तर स्पेक्ट्रोस्कोपी उच्च संकल्प एक्स-रे इलेक्ट्रॉनों स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ प्राप्त के साथ, एक में सूचित किया गया है पिछला प्रकाशन7. यूओ3 में uo2 के ऑक्सीकरण प्रक्रिया के दौरान यूरेनियम राज्य के विकास के एक्स के माध्यम से रिपोर्ट-रे photoelectron स्पेक्ट्रा o:u अनुपात की एक विस्तृत श्रृंखला में मोटाई में दो से ५० परतों की पतली फिल्मों पर प्राप्त किया गया था (चित्रा 11, चित्रा 12). फिल्म ऑक्सीकरण और फिल्म में कमी क्रमशः परमाणु ऑक्सीजन और परमाणु हाइड्रोजन के लिए फिल्मों को उजागर द्वारा प्राप्त किए गए । चतुर्थ से छठी के लिए यूरेनियम ऑक्सीकरण राज्यों के साथ फिल्मों की एकरूपता उनकी छोटी मोटाई और प्रतिक्रिया तापमान की वजह से पुष्टि की जा सकती है । यूरेनियम ऑक्साइड की पतली फिल्मों में एक sputtering स्रोत jrc कार्ल्सृहे पर विकसित के साथ प्रत्यक्ष वर्तमान sputtering का उपयोग कर एक सब्सट्रेट पर जमा हो जाती है । स्पुटर स्रोत एक चैंबर में स्थापित किया गया है अल्ट्रा उच्च वैक्यूम के तहत रखा, labstation के सभी कक्षों की तरह. जबकि uo2 सीधे प्राप्त किया जा सकता है, uo3 और U2ओ5 फिल्में ही परमाणु ऑक्सीजन और परमाणु हाइड्रोजन के साथ आगे के इलाज के बाद प्राप्त कर रहे हैं । मुख्य चोटियों और उनके उपग्रहों की स्थिति की बाध्यकारी ऊर्जा सीटू मेंउत्पादित यूरेनियम ऑक्साइड फिल्मों में यूरेनियम के ऑक्सीकरण राज्यों के बीच भेदभाव की अनुमति देते हैं । उच्च संकल्प स्पेक्ट्रोस्कोपी विभिन्न ऑक्सीकरण राज्यों में अंतर करने के लिए आवश्यक है, के रूप में उपग्रह बाध्यकारी ऊर्जा के करीब हैं और कम तीव्रता है.
१९४८ में, शुद्ध पेंटावैलेंट यूरेनियम, यू2ओ5, पहली बार8के लिए पहचाना गया था । बाद में इसका संश्लेषण उच्च तापमान (673-1073 K) और हाई ब्लडप्रेशर (30-60 kbar) पर UO2 और U3O89के मिश्रण के आधार पर बताया गया । हालांकि, परिवेश के तापमान और दबाव की स्थिति में यू2ओ5 के अस्तित्व और स्थिरता से पूछताछ की गई है, एक कम सीमा का सुझाव देते हुए एक्स = 0.56-0.6 एकल चरण क्षेत्र के लिए अंडर3ओ810 . अब तक, उच्च दबाव और तापमान पर या एक थर्मो-न्यूनीकरण प्रक्रिया के दौरान यू2ओ5 की तैयारी पुनरुद्मणीय नहीं थी; अक्सर, यह संभव नहीं था प्राप्त नमूनों के लिए एक एकल ऑक्सीकरण राज्य आवंटित करने के लिए. यू के कुछ2ओ5 थोक नमूना तैयारी यू के साथ (V) के सह-अस्तित्व के साथ uo2 या uo3 के मिश्रण के रूप में दिखाई दिया (IV) या यू (VI), के रूप में यू4ओ9 और u3हे8के लिए । उदाहरण के लिए, टीट्रिन एट अल.11 ने सल्फ्यूरिक एसिड में यू3ओ8 की लीचिंग प्रक्रिया की सूचना दी, जिसके बाद एक हीलियम वातावरण में थर्मल उपचार द्वारा, दावा किया गया कि परिणाम यू2ओ5से संबंधित थे । इस निष्कर्ष को आसानी से उनके XPS स्पेक्ट्रा में एक परिणामी दो-चोटी संरचना के कारण बाहर रखा जा सकता है । u (v) और u (VI) प्रजातियों में से एक मिश्रण यू2ओ5के लिए अपेक्षित एक एकल यू (वी) ऑक्सीकरण राज्य के गठन को छोड़कर, परिणाम समझा सकता है ।
तैयारी की हमारी विधि यू (IV), यू (VI), और यू (वी) के एकल ऑक्सीकरण राज्यों के साथ यूरेनियम ऑक्साइड की पतली फिल्मों की तैयारी की अनुमति देता है । नमूना तैयारी की पूरी प्रक्रिया अति उच्च वैक्यूम पर बनाए रखा एक साधन के भीतर सीटू में जगह लेता है । यह पाया गया कि परमाणु हाइड्रोजन द्वारा uo3 की कमी uo2 के लिए आगे बढ़ना नहीं है, लेकिन यू पर रोका जा सकता है (V) । समय कारक बहुत महत्वपूर्ण है और साथ ही कम करने की प्रक्रिया के दौरान नमूना के तापमान । उच्च संकल्प फोटोउत्सर्जन स्पेक्ट्रोमीटर के साथ, यह दिखाया गया था कि यू2ओ5 का शुद्ध नमूना सीटू मेंतैयार किया जा सकता है । मोटा फिल्मों की तैयारी क्रिस्टलीय संरचना और पूर्व सीटू तकनीकों के साथ थोक संपत्तियों को देखने में एक अगला कदम होना चाहिए ।

यूरेनियम आक्साइड परमाणु अपशिष्ट का मुख्य घटक है, और पानी में इसकी घुलनशीलता यूरेनियम ऑक्सीकरण राज्य से जुड़ा हुआ है, यू (IV) से यू (VI) के लिए बढ़ रही है । इस प्रकार, UO2 + भूगर्भीय भंडारण के दौरान एक्स ऑक्सीकरण एक महत्वपूर्ण और महत्वपूर्ण सुरक्षा के मुद्दे1,2है । यह यूरेनियम ऑक्साइड और पर्यावरण3,4,5,6के बीच सतह बातचीत शासी प्रतिक्रिया तंत्र के अध्ययनों को प्रेरित करती है । यह ज्ञान परमाणु ईंधन चक्र से अपशिष्ट के इलाज के सभी पहलुओं के लिए आवश्यक है ।
जबकि टेट्रावेलेंट और हेक्सावेलेंट यूरेनियम अच्छी तरह से स्थापित और ठोस राज्य प्रणालियों के रूप में आम हैं, यह पेंटावैलेंट यूरेनियम के लिए मामला नहीं है, यूरेनिल परिसरों में अपनी स्थिरता के बावजूद और जलीय समाधान में घटना । यूरेनियम ऑक्साइड में, u (V) को एक मेटास्टेबल मध्यवर्ती माना जाता है, और इसे एकल-राज्य के रूप में नहीं बल्कि यू (IV) और यू (VI) प्रजातियों के साथ coexisting के रूप में सूचित किया जाता है । इस कारण से, यू2ओ5के रासायनिक और भौतिक गुणों के बारे में कुछ भी सूचित नहीं किया गया है । यह भी जंग प्रयोगों की एक आम सुविधा के कारण है, जिसमें नमूनों एक संक्षारक वातावरण के लिए उजागर कर रहे हैं. यह सतह (oxidants के संपर्क में) और नमूने के थोक के बीच ऑक्सीकरण राज्यों में एक खड़ी ढाल बनाता है । परिवर्तन विश्लेषण गहराई में जगह लेता है । इस प्रकार, विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाएं एक साथ देखी जाती हैं, न कि मिश्रित संयोजकता के कारण, लेकिन एक अपूर्ण अभिक्रिया के रूप में जिसके परिणामस्वरूप विषम परत होती है । इन दोनों समस्याओं के थोक नमूनों के बजाय पतली फिल्मों का उपयोग कर समाधान किया जा सकता है । विविध प्रणालियों की बड़ी संख्या थोड़ा प्रारंभिक सामग्री के साथ तैयार किया जा सकता है, और सतह थोक ढाल क्योंकि कोई थोक नहीं बचा है ।
विधि यहाँ की सूचना दी एक बहुत पतली परत की यथास्थान तैयार करने में अनुमति देता है (कुछ दसियों परमाणु परतों के एक निष्क्रिय सब्सट्रेट पर जमा) और वातावरण के साथ संपर्क के बिना इसकी सतह का विश्लेषण. यह एक एक मॉड्यूलर मशीन गतिशील अल्ट्रा उच्च वैक्यूम (uhv) के तहत रखा विभिन्न कक्षों से बना है, 10-9-10-11 mbar के दबाव तक पहुँचने, labstation (चित्रा 1) के फायदों में से एक है । कक्षों पतली फिल्मों की तैयारी के लिए समर्पित कर रहे हैं, सतह उपचार (गैस अधिशोषण), और सतह spectroscopies तकनीक द्वारा लक्षण वर्णन [उदा, एक्स-रे photoelectron स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS), अल्ट्रा वायलेट photoelectron स्पेक्ट्रोस्कोपी (यूपीएस), कम ऊर्जा इलेक्ट्रॉन डिवर्तन स्पेक्ट्रोस्कोपी (LEED)]. नमूने विशिष्ट नमूना धारकों पर घुड़सवार और एक परिवहन वैगन का उपयोग कर एक रैखिक स्थानांतरण चैंबर के माध्यम से विभिन्न मंडलों के बीच स्थानांतरित कर रहे हैं. सभी कक्षों को एक वाल्व के माध्यम से इस केंद्रीय कक्ष से जुड़े हैं ताकि वे किसी भी समय अलग किया जा सकता है (जैसे, गैस भरने या सर्विसिंग के लिए). रैखिक स्थानांतरण चैंबर से नमूना धारक/नमूना के पुनर्गणना प्रत्येक चैंबर पर घुड़सवार एक स्थानांतरण रॉड द्वारा पूरा किया है । labstation आधार प्रणाली एक बाहरी कंपनी द्वारा निर्मित किया गया है ( सामग्री की तालिकादेखें). एक्सटेंशन और संशोधनों को बाद में प्रयोगात्मक आवश्यकताओं के आधार पर जोड़ा गया है, jrc कार्ल्सरूहे में एक अद्वितीय उपकरण में जिसके परिणामस्वरूप. एक्सटेंशन में स्पुटर स्रोत (पतली फिल्म की तैयारी के लिए एक मुख्य तत्व) शामिल है, जिसे स्पुटर और डेटा अधिग्रहण कार्यक्रमों के साथ-साथ घर में विकसित किया गया है । अल्ट्रा उच्च वैक्यूम करने के लिए एक परिवेश वातावरण से नमूना धारक की लोडिंग/एक लोड लॉक चैंबर के माध्यम से किया जाता है विशेष रूप से कई नमूना हैंडलिंग प्रदर्शन और समय को कम करने के लिए के बारे में 10-8-10 के अंतिम दबाव तक पहुँचने के लिए बनाया गया है -9 mbar, इस प्रकार प्रणाली के वायु प्रदूषण को सीमित । labstation अनुभव और jrc कार्ल्सर्हे में सतह विज्ञान के क्षेत्र में विशेषज्ञता के वर्षों का परिणाम है ।
एक चैंबर से दूसरे करने के लिए पारित करने के लिए, नमूना एक परिवहन वैगन एक बाहरी चुंबक द्वारा संचालित पर घुड़सवार है, एक कंप्यूटर प्रोग्राम द्वारा नियंत्रित (चित्रा 2) और के बारे में 7 एम के रैखिक स्थानांतरण चैंबर के साथ आगे बढ़ पूर्वनिर्धारित बंद पदों के सामने कक्षों.
समान या बंद स्थापना के बिना, प्रयोग को पुन: उत्पंन करना कठिन हो सकता है । हालांकि, इस स्थापना के लिए योगदान देता है pamec प्रयोगशाला है कि jrc, जिसमें बाहरी उपयोगकर्ताओं को अंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक विशेषज्ञों के एक पैनल द्वारा समीक्षा प्रस्तावों को प्रस्तुत करने के लिए आमंत्रित कर रहे है पर खुले पहुंच कार्यक्रम में योगदान देता है । उनके मूल्यांकन तो उपयोगकर्ताओं को jrc द्वारा संचालित बुनियादी ढांचे का उपयोग करने की अनुमति देता है । अनुरोधों के बाद और सहयोग के फ्रेम में, पतली फिल्मों के विश्लेषण और jrc कार्लरूहे के बाहर प्रदर्शन प्रयोगों के लिए बाहरी उपयोगकर्ताओं के लिए तैयार किया जा सकता है ।
इस रिपोर्ट में, हम एकल-संयोजकता U2O5 पतली फिल्मों के विकास का एक विस्तृत प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं, जो क्रमिक चरणों से प्राप्त होता है, जिसमें क्रमशः परमाणु ऑक्सीजन और परमाणु हाइड्रोजन के साथ UO2 का ऑक्सीकरण और कमी शामिल है । uo2 और uo2 + एक्सके विपरीत, यू2ओ5 और uo3 फिल्मों के प्रत्यक्ष जमाव डीसी sputtering द्वारा किया जा सकता है । इसलिए, हम पहले एक uo2 फिल्म के बयान के लिए आगे बढ़ना, यह uo में oxidize3 परमाणु ऑक्सीजन का उपयोग कर, तो इसे कम करने के लिए वापस यू2परमाणु हाइड्रोजन के साथ5 ओ । ऑक्सीकरण और कमी समय और प्रक्रिया के दौरान नमूना तापमान परिणाम पर प्रभाव है और मास्टर करने के लिए महत्वपूर्ण हैं. सही संरचना उच्च संकल्प एक्स-रे photoelectron स्पेक्ट्रोस्कोपी, जो यूरेनियम के लिए प्रत्यक्ष और मात्रात्मक सबूत प्रदान करता है के साथ सत्यापित किया गया था 5एफ1 इलेक्ट्रॉनिक विन्यास, यू के लिए उम्मीद के रूप में (वी).

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:607px;" width="607">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1ary dry scroll vacuum pump</td>
			<td style="width:89px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;">SH-100</td>
			<td style="width:183px;">All chambers except B1</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">1ary pump</td>
			<td style="width:89px;">EDWARDS</td>
			<td style="width:119px;">nXDS10i 100/240V</td>
			<td>B1 chamber</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Acetone</td>
			<td style="width:89px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Acquisition programme</td>
			<td colspan="2">Developed in-house</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Analyser</td>
			<td style="width:89px;">Specs</td>
			<td>Phoibos 150 hemispherical&#160;</td>
			<td>A4 chamber</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Argon</td>
			<td style="width:89px;">BASI</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>6N</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Atomic source</td>
			<td style="width:89px;">GenII plasma source</td>
			<td style="width:119px;">Tectra</td>
			<td>B3 chamber</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Au foil</td>
			<td style="width:89px;">Goodfellow</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">CasaXPS programme</td>
			<td style="width:89px;">CasaXPS</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Gauge 1ary vacuum&#160;</td>
			<td style="width:89px;">PFEIFFER</td>
			<td style="width:119px;">TPR 280 (2011/10)</td>
			<td>All chambers</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Gauge 2ary vacuum&#160;</td>
			<td style="width:89px;">VACOM</td>
			<td style="width:119px;">ATMION ATS40C</td>
			<td>All chambers</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Hydrogen gas</td>
			<td style="width:89px;">BASI</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>6N</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ion gun source</td>
			<td style="width:89px;">Specs</td>
			<td style="width:119px;">IG10/35</td>
			<td>B1 chamber</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Linear transfer programme</td>
			<td style="width:89px;">Specs</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Program delivered with the station</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Origin programme&#160;</td>
			<td style="width:89px;">Origin</td>
			<td style="width:119px;">OriginPro 8.1SRO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Oxygen gas</td>
			<td style="width:89px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>6N</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Sampler e-beam heater power supply</td>
			<td style="width:89px;">Specs</td>
			<td style="width:119px;">SH100</td>
			<td>B1 chamber</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Sampler resistance heater</td>
			<td style="width:89px;">Made in-house</td>
			<td style="width:119px;">power supply + Eurotherm</td>
			<td>B3 chamber</td>
		</tr>
		<tr height="61">
			<td height="61" style="height:61px;width:216px;">Sputtering programme</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Developed in-house</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Stainless steal or Molybdenum substrate</td>
			<td style="width:89px;">in house</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ta wire</td>
			<td style="width:89px;">Goodfellow</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">turbo pump</td>
			<td style="width:89px;">PFEIFFER</td>
			<td style="width:119px;">TC 400</td>
			<td>All chambers&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Uranium target</td>
			<td style="width:89px;">in house</td>
			<td style="width:119px;">in house</td>
			<td style="width:183px;">Natural uranium target</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vacuum gauge controller</td>
			<td style="width:89px;">VACOM</td>
			<td style="width:119px;">MVC-3</td>
			<td>All chambers</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">X-ray source</td>
			<td style="width:89px;">Specs</td>
			<td style="width:119px;">XRC-1000 MF</td>
			<td style="width:183px;">Equipped with a monochromator</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

u2o5 film preparation via uo2 deposition by direct current sputtering and successive oxidation and reduction with atomic oxygen and atomic hydrogen

हम एक विधि का वर्णन यू2ओ5 फिल्मों का उत्पादन करने के लिए स्थान का उपयोग कर, एक मॉड्यूलर मशीन jrc कार्लरूहे में विकसित की है । चरम स्थितियों प्रयोगशाला (पीएईसी) के तहत actinides के गुणों का एक अनिवार्य हिस्सा labstation, फिल्मों और एक्स-रे और अल्ट्रा वायलेट इलेक्ट्रॉनों जैसे सतह विश्लेषणात्मक तकनीक का उपयोग कर सतहों के अध्ययन की तैयारी की अनुमति देता है स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS और अप, क्रमशः) । सभी अध्ययनों को सीटू मेंबना रहे हैं, और फिल्मों, अल्ट्रा उच्च वैक्यूम के तहत एक विश्लेषण कक्ष के लिए अपनी तैयारी से हस्तांतरित, वातावरण के साथ संपर्क में कभी नहीं कर रहे हैं. शुरू में,2 uo की एक फिल्म प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) एक सोने (Au) पर धूम टारगे बयान द्वारा तैयार की है तो परमाणु ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकरण एक uo3 फिल्म का उत्पादन । इसके बाद परमाणु हाइड्रोजन के साथ यू2ओ5को कम कर दिया जाता है । विश्लेषण प्रत्येक के बाद किया जाता है ऑक्सीकरण और कमी शामिल कदम, उच्च संकल्प photoelectron स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करने के लिए यूरेनियम की ऑक्सीकरण स्थिति की जांच । दरअसल, ऑक्सीकरण और कमी बार और इस प्रक्रिया के दौरान सब्सट्रेट के इसी तापमान यूरेनियम के परिणामस्वरूप ऑक्सीकरण राज्य पर गंभीर प्रभाव पड़ता है । एकल यू (वी) के साथ यू2ओ5 के लिए3 UO की कमी को रोकना काफी चुनौतीपूर्ण है; सबसे पहले, यूरेनियम-ऑक्सीजन सिस्टम कई मध्यवर्ती चरणों में मौजूद हैं । दूसरा, यूरेनियम के ऑक्सीकरण राज्यों के भेदभाव मुख्य रूप से उपग्रह चोटियों पर आधारित है, जिसकी तीव्रता चोटियों कमजोर है । इसके अलावा, experimenters पता होना चाहिए कि एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS) 1% से 5% की एक परमाणु संवेदनशीलता के साथ एक तकनीक है । इस प्रकार, यह यू4fपर प्राप्त पूरे स्पेक्ट्रा के साथ यूरेनियम ऑक्सीकरण राज्य की एक पूरी तस्वीर प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है, ओ1s, और संयोजकता बैंड (VB). labstation में प्रयुक्त कार्यक्रमों में शामिल एक रैखिक स्थानांतरण एक बाहर की कंपनी द्वारा विकसित कार्यक्रम ( सामग्री की तालिकादेखें) के रूप में के रूप में अच्छी तरह से डेटा अधिग्रहण और स्पुटर स्रोत कार्यक्रम, दोनों में विकसित घर ।

यू की पहचान (वी) आसानी से विशेषता यू4f दोगुना के साथ शेक-अप उपग्रह की एक विशेषता ऊर्जा द्वारा किया जा सकता है । बाध्यकारी ऊर्जा जिस पर उपग्रह प्रकट होता है, आंतरिक ऊर्जा हानि प्रक्रियाओं के साथ जुड़े, यूरेनियम ऑक्सीकरण राज्य पर निर्भर करता है ।
यूरेनियम 4एफ कोर स्तर एक्स-रे इलेक्ट्रॉनों स्पेक्ट्रा यू के लिए दर्ज कर रहे हैं (IV) uo में2 (लाल वक्र), यू (वी) में यू2ओ5 (हरी वक्र), और यू UO में (VI)3 (गुलाबी वक्र), तो यू की तुलना में (0) में यूरेनियम धातु (काले वक्र) में बाईं ओर चित्रा 11का हिस्सा है । इसी ओ1s कोर स्तर स्पेक्ट्रा अध्यारोपित और चित्रा 11के दाहिने हिस्से में रिपोर्ट कर रहे हैं ।
चित्र 11के केंद्र भाग में, यू4f7/2 कोर स्तर चोटियों को मुख्य लाइनों (ऊपरी आधे) को सुपरपोज करने के लिए स्थानांतरित किया गया है, जो उपग्रह और मुख्य लाइन (लोअर हाफ) के बीच ऊर्जा पृथक्करण (δ e) के दृश्य की अनुमति देता है । बढ़ती ऑक्सीकरण अवस्था के साथ, ऊर्जा जुदाई बढ़ जाती है, जबकि उपग्रह तीव्रता कम हो जाती है । स्पेक्ट्रा की मोटाई में लगभग 20 मोनोलायर्स की पतली फिल्मों पर प्राप्त किया गया । इस उपग्रह ऊर्जा शिखर और 4एफ5/2 (4एफ7/2) उत्सर्जन लाइन यूरेनियम परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था के लिए एक अंगुली की छाप के रूप में इस्तेमाल किया गया । यूओ2, यू2ओ5के संयोजकता बैंड स्पेक्ट्रा, और uo3 एक ही फिल्मों पर प्राप्त चित्र 12में रिपोर्ट कर रहे हैं ।
स्पेक्ट्रा प्रोटोकॉल में वर्णित UO2 फिल्मों (चित्रा 5) तैयारी चैंबर B2 में बयान के बाद प्राप्त करने के लिए इसी कर रहे हैं । इस फिल्म को तो परमाणु ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीडाइज्ड कर दिया जाता है. ऑक्सीकरण समय के आधार पर, परिणाम uo हो सकता है2 + x (के रूप में चित्र 6में रिपोर्ट) या uo3 (के रूप में चित्रा 7में रिपोर्ट) । इसके अलावा, अगर परमाणु3 uo पर हाइड्रोजन के साथ कमी बहुत लंबी है, यह2 uo को वापस के रूप में 8 चित्रमें रिपोर्ट करेंगे । इस मामले में,3 UO करने के लिए पुन: ऑक्सीकरण के रूप में चित्रा 9 में रिपोर्ट करने से पहले इसे फिर से कम करने के लिए एक उपयुक्त समय के साथ U2O5पाने के लिए जगह लेना चाहिए, के रूप में चित्र 10में प्रदर्शित किया । परिणाम बताते हैं कि ऑक्सीकरण और कमी प्रक्रियाओं पूरी तरह से प्रतिवर्ती हैं ।
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59017/59017fig1.jpg"> चित्रा 1 : फोटोग्राफ और jrc कार्ल्सरूहे पर विकसित करने के लिए यथास्थान सतह विज्ञान अध्ययन में सक्षम labstation मशीन के योजनाबद्ध । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59017/59017fig1large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59017/59017fig2.jpg"> चित्रा 2 : रैखिक स्थानांतरण नियंत्रण कार्यक्रम का स्क्रीनशॉट । कार्यक्रम अलग चैंबर पदों पर रैखिक स्थानांतरण चैंबर के साथ नमूने (मैं वी के लिए) ले जाने के वैगन के हस्तांतरण सक्षम बनाता है । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59017/59017fig2large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59017/59017fig3.jpg"> चित्रा 3 : प्राप्ति कार्यक्रम का स्क्रीनशॉट. माप की स्थिति शुरू कर रहे हैं एक बार, माप की एक श्रृंखला एक्स-रे जनरेटर पर स्विचन के बाद स्वचालित रूप से किया जा सकता है. नमूना स्थिति विंडो विश्लेषण कक्ष में नमूना की स्थिति को सक्षम करता है । एक्स, वाई और जेड के साथ समायोजन सिग्नल की तीव्रता को अनुकूलित करने के लिए किया जा सकता है । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59017/59017fig3large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59017/59017fig4.jpg"> चित्रा 4 : स्पुटर नियंत्रण कार्यक्रम का स्क्रीनशॉट । sputtering शर्तों इस में घर विकसित कार्यक्रम के साथ चुना जा सकता है । परिभाषित करने के लिए चर हीटिंग और काम कर रहे है voltages के बीच फिलामेंट और voltages के दो लक्ष्यों को । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59017/59017fig4large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59017/59017fig5.jpg"> चित्रा 5 : यू4f, हे1s, और संयोजकता बैंड स्पेक्ट्रा एक UO2 फिल्म के बयान के बाद, उच्च संकल्प एक्स-रे इलेक्ट्रॉनों स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा मापा । चोटी और उपग्रह पदों एक UO2 नमूने की विशेषता है । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59017/59017fig5large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59017/59017fig6.jpg"> चित्रा 6 : U4f, O1s, और संयोजकता बैंड स्पेक्ट्रा UO2 के ऑक्सीकरण के बाद परमाणु ऑक्सीजन के साथ, उच्च संकल्प एक्स-रे इलेक्ट्रॉनों स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा मापा. ऑक्सीकरण समय बहुत छोटा है, इस प्रकार3 UO करने के लिए ऑक्सीकरण अधूरा है । उपग्रह और चोटी के पदों 2 uo की विशेषता है+ एक्स और नहीं uo3 के चित्र 7में सूचना दी । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59017/59017fig6large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59017/59017fig7.jpg"> चित्रा 7 : U4f, O1s, और संयोजकता बैंड स्पेक्ट्रा उच्च संकल्प एक्स-रे इलेक्ट्रॉनों स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग कर परमाणु ऑक्सीजन के साथ UO2 फिल्म के ऑक्सीकरण के बाद मापा । चोटी और उपग्रह पदों एक UO3 नमूना की विशेषता है । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59017/59017fig7large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59017/59017fig8.jpg"> चित्रा 8 : U4f, O1s, और संयोजकता बैंड स्पेक्ट्रा परमाणु हाइड्रोजन के साथ UO3 की कमी के बाद मापा । कमी समय बहुत लंबा है, इस प्रकार यू2ओ5 आगे UO2के लिए कम है । उपग्रह और चोटी की स्थिति एक UO2 और नहीं यू2ओ5 नमूना चित्रा 10में रिपोर्ट की विशेषता है । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59017/59017fig8large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59017/59017fig9.jpg"> चित्रा 9 : U4f, O1s, और में प्राप्त नमूने की संयोजकता बैंड चित्रा 8 और परमाणु ऑक्सीजन के साथ फिर से oxidized UO3। उपग्रह और चोटी के पदों एक UO3 नमूना की विशेषता है । कमी और ऑक्सीकरण की प्रक्रियाएं इस प्रकार प्रतिवर्ती होती हैं । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59017/59017fig9large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59017/59017fig10.jpg"> चित्रा 10 : यू4f, ओ1s, और संयोजकता बैंड स्पेक्ट्रा परमाणु हाइड्रोजन के साथ UO3 फिल्म की कमी के बाद, उच्च संकल्प एक्स-रे इलेक्ट्रॉनों स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा मापा । चोटी और उपग्रह की स्थिति एक यू2ओ5 नमूना की विशेषता है । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59017/59017fig10large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59017/59017fig11.jpg"> चित्रा 11 : यू4f और ओ1s कोर स्तर एक्स-रे (चतुर्थ) यू uo में2 (लाल वक्र), यू (V) में यू2ओ5 (हरे वक्र), और यू (VI) में uo3 (गुलाबी वक्र), तो यू (0) के लिए यूरेनियम धातु (काले वक्र) की तुलना में । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59017/59017fig11large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59017/59017fig12.jpg"> चित्रा 12 : यू के संयोजकता बैंड स्पेक्ट्रा (IV) में uo2 (लाल वक्र), u (V) में u2O5 (काला वक्र), और यू (VI) में uo3 (गुलाबी वक्र) । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59017/59017fig12large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>

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U2O5 Film Preparation via UO2 Deposition by Direct Current Sputtering and Successive Oxidation and Reduction with Atomic Oxygen and Atomic Hydrogen

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