碳系薄膜在加速器中的应用研究
发布时间：2021-05-20 11:01
高能粒子加速器中的次级电子倍增效应导致电子云的形成。电子云的不利影响包括动态压力上升、横向发射度增大、低温真空系统中的热负载以及束流损失。因此,电子云是现代高能加速器实现高品质束流的主要限制。在众多抑制电子云的措施中,在真空室表面沉积一层具有低二次电子产额的薄膜被认为是最有效的方案之一。在国内首先对无定形碳、类金刚石和石墨烯薄膜三种碳系材料的二次电子发射特性进行了测试和研究。论文的主要研究内容及结果包括:1.使用自主搭建的直流磁控溅射制备了无定形碳薄膜。通过改变溅射参数来研究了不同溅射条件对无定形碳薄膜的二次电子发射特性的影响。结果发现无定形碳薄膜的最大二次电子产额δmax都小于1.2,且随溅射功率的增加而降低。通过扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和拉曼光谱对材料的表征得出,无定形碳薄膜二次电子发射降低的原因主要是粗糙度的增加和sp2杂化含量的增加。并通过无定形碳/钛复合薄膜的方法,进一步改善了无定形碳薄膜的二次电子发射性能（δmax≈1）;2.对等离子增强化学气相沉积法制备的不同厚度的类金刚石薄膜的二次电子发射特性进行了详细研究,发现其最大二次电子产额δ...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 电子云的产生及危害
1.2 电子云的研究历史及抑制方法
1.3 碳系薄膜研究概况
1.3.1 碳系薄膜的国外研究概况
1.3.2 碳系薄膜的国内研究概况
1.4 论文研究意义及主要内容
1.4.1 论文的研究意义
1.4.2 论文的主要内容
1.5 本章小结
第2章 二次电子
2.1 二次电子发射原理
2.2 二次电子发射的能量分布
2.3 二次电子发射模型
2.4 二次电子产额的主要影响因素
2.4.1 表面粗糙度对二次电子产额的影响
2.4.2 入射角度对二次电子产额的影响
2.4.3 加速器中不同表面处理对二次电子产额的影响
2.5 二次电子测量
2.5.1 原位测量
2.5.2 独立测量
2.5.3 二次电子测量原理
2.6 二次电子发射模拟
2.7 本章小结
第3章 碳系薄膜的制备及表征手段
3.1 直流磁控溅射制备无定形碳薄膜
3.2 等离子增强化学气相沉积制备类金刚石薄膜和石墨烯薄膜
3.3 表征手段
3.3.1 扫描电子显微镜
3.3.2 原子力显微镜
3.3.3 X射线光电子能谱
3.3.4 X射线衍射仪
3.3.5 拉曼光谱
3.4 二次电子测试实验
3.5 本章小结
第4章 无定形碳薄膜
4.1 无定形碳薄膜的研究背景
4.2 无定形碳薄膜的制备
4.3 无定形碳薄膜的表征
4.3.1 无定形碳薄膜的SEM测试结果及分析
4.3.2 无定形碳薄膜的AFM测试结果及分析
4.3.3 无定形碳薄膜的XRD测试结果及分析
4.3.4 无定形碳薄膜的XPS测试结果及分析
4.3.5 无定形碳薄膜的拉曼光谱测试结果及分析
4.3.6 无定形碳薄膜的SEY测试结果及分析
4.3.7 溅射功率影响二次电子发射的机理分析
4.3.8 不同入射电子密度条件无定形碳薄膜的二次电子发射特性
4.4 a-C/Ti复合薄膜
4.4.1 a-C/Ti复合薄膜的SEY测试结果及分析
4.4.2 a-C/Ti复合薄膜的SEM测试结果及分析
4.4.3 a-C/Ti复合薄膜的XPS测试结果及分析
4.5 本章小结
第5章 类金刚石薄膜
5.1 类金刚石薄膜的二次电子发射性能
5.1.1 不同厚度类金刚石薄膜的二次电子发射特性
5.1.2 不同入射电子密度条件类金刚石的二次电子发射特性
5.1.3 不同入射角度条件类金刚石的二次电子发射特性
5.2 类金刚石薄膜的表征
5.2.1 类金刚石薄膜的SEM测试结果及分析
5.2.2 类金刚石薄膜的AFM测试结果及分析
5.2.3 类金刚石薄膜的XRD测试结果及分析
5.2.4 类金刚石薄膜的XPS测试结果及分析
5.2.5 类金刚石薄膜的拉曼光谱测试结果及分析
5.3 本章小结
第6章 石墨烯薄膜
6.1 石墨烯薄膜的二次电子发射特性测试结果及分析
6.2 石墨烯薄膜的SEM测试结果及分析
6.3 石墨烯薄膜的拉曼光谱测试结果及分析
6.4 石墨烯薄膜的二次电子发射分析
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 三种碳系薄膜在加速器中的应用前景分析
7.2 碳系薄膜在加速器中应用展望
致谢
参考文献
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3197640
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 电子云的产生及危害
1.2 电子云的研究历史及抑制方法
1.3 碳系薄膜研究概况
1.3.1 碳系薄膜的国外研究概况
1.3.2 碳系薄膜的国内研究概况
1.4 论文研究意义及主要内容
1.4.1 论文的研究意义
1.4.2 论文的主要内容
1.5 本章小结
第2章 二次电子
2.1 二次电子发射原理
2.2 二次电子发射的能量分布
2.3 二次电子发射模型
2.4 二次电子产额的主要影响因素
2.4.1 表面粗糙度对二次电子产额的影响
2.4.2 入射角度对二次电子产额的影响
2.4.3 加速器中不同表面处理对二次电子产额的影响
2.5 二次电子测量
2.5.1 原位测量
2.5.2 独立测量
2.5.3 二次电子测量原理
2.6 二次电子发射模拟
2.7 本章小结
第3章 碳系薄膜的制备及表征手段
3.1 直流磁控溅射制备无定形碳薄膜
3.2 等离子增强化学气相沉积制备类金刚石薄膜和石墨烯薄膜
3.3 表征手段
3.3.1 扫描电子显微镜
3.3.2 原子力显微镜
3.3.3 X射线光电子能谱
3.3.4 X射线衍射仪
3.3.5 拉曼光谱
3.4 二次电子测试实验
3.5 本章小结
第4章 无定形碳薄膜
4.1 无定形碳薄膜的研究背景
4.2 无定形碳薄膜的制备
4.3 无定形碳薄膜的表征
4.3.1 无定形碳薄膜的SEM测试结果及分析
4.3.2 无定形碳薄膜的AFM测试结果及分析
4.3.3 无定形碳薄膜的XRD测试结果及分析
4.3.4 无定形碳薄膜的XPS测试结果及分析
4.3.5 无定形碳薄膜的拉曼光谱测试结果及分析
4.3.6 无定形碳薄膜的SEY测试结果及分析
4.3.7 溅射功率影响二次电子发射的机理分析
4.3.8 不同入射电子密度条件无定形碳薄膜的二次电子发射特性
4.4 a-C/Ti复合薄膜
4.4.1 a-C/Ti复合薄膜的SEY测试结果及分析
4.4.2 a-C/Ti复合薄膜的SEM测试结果及分析
4.4.3 a-C/Ti复合薄膜的XPS测试结果及分析
4.5 本章小结
第5章 类金刚石薄膜
5.1 类金刚石薄膜的二次电子发射性能
5.1.1 不同厚度类金刚石薄膜的二次电子发射特性
5.1.2 不同入射电子密度条件类金刚石的二次电子发射特性
5.1.3 不同入射角度条件类金刚石的二次电子发射特性
5.2 类金刚石薄膜的表征
5.2.1 类金刚石薄膜的SEM测试结果及分析
5.2.2 类金刚石薄膜的AFM测试结果及分析
5.2.3 类金刚石薄膜的XRD测试结果及分析
5.2.4 类金刚石薄膜的XPS测试结果及分析
5.2.5 类金刚石薄膜的拉曼光谱测试结果及分析
5.3 本章小结
第6章 石墨烯薄膜
6.1 石墨烯薄膜的二次电子发射特性测试结果及分析
6.2 石墨烯薄膜的SEM测试结果及分析
6.3 石墨烯薄膜的拉曼光谱测试结果及分析
6.4 石墨烯薄膜的二次电子发射分析
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 三种碳系薄膜在加速器中的应用前景分析
7.2 碳系薄膜在加速器中应用展望
致谢
参考文献
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3197640
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3197640.html
