keV负离子在玻璃毛细管中传输过程的研究
发布时间：2022-01-26 18:11
本文研究了15 keV C-离子在玻璃直管和锥形毛细管中的传输过程。实验发现低能负离子束在输运过程中可以形成稳定的出射束流,且散射过程和电荷交换过程在负离子的传输过程中起到了作用。同时,基于不同温度下玻璃管电导率的变化,我们研究了温度对负离子在锥形毛细管内输运特性的影响。1、实验探究了出射粒子的时间演化过程。在0°偏转角下,经过直管的出射粒子形成椭圆形束斑,对应的投影为单峰结构。随着测量时间的增加,出射粒子强度基本稳定。而经过锥形毛细管的出射粒子形成两块束斑:在二维图像的中心形成了一块束斑,在中心束斑的周围,出射粒子形成了一块环形束斑。两块束斑间存在一定的间隙。随着测量时间的增加,出射粒子的强度,峰位置及半高宽等参数均稳定。实验结果验证了负离子在玻璃毛细管中可以形成稳定束流。2、实验探究了毛细管倾斜角对于出射粒子的影响,倾斜角的范围从0°-0.8°。通过测量出射粒子的二维角分布图及一维投影发现,经过直管后的出射粒子仍形成椭圆形束斑,其负离子分数约为0.991。随着倾斜角增大,椭圆形束斑强度降低,但其投影位置无变化。经过锥形毛细管后的出射粒子仍形成两块束斑。中心束斑...
【文章来源】：兰州大学甘肃省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-keV的Ne7+离子穿过PET膜后，出射离子的电荷态及能量分布谱
兰州大学硕士学位论文keV负离子在玻璃毛细管中传输过程的研究31.3研究现状1.3.1正离子在绝缘孔中的输运过程图1-13-keV的Ne7+离子穿过PET膜后，出射离子的电荷态及能量分布谱N.Stolterfoht小组在进行高电荷态离子穿越金属微孔膜产生空心原子的实验时，意外地发现了绝缘微孔通道会影响低能高电荷态离子的传输[4]。如图1-1所示，在偏转角很大的情况下，3-keVNe7+离子穿过PET膜上的微孔后，超过99%的出射粒子保持了原有的电荷态。在这里，偏转角与观测角被定义为薄膜表面的法向及探测器方向相对于入射束流方向的夹角。图1-2出射粒子在不同偏转角下的一维角分布图
兰州大学硕士学位论文keV负离子在玻璃毛细管中传输过程的研究4图1-2为不同偏转角下，出射粒子的一维角分布图谱。由图可知，传输束流的中心位置对应的观测角与偏转角相等。而在偏转角远大于几何张角的情况下，仍有粒子穿透微孔出射。而在相同入射角下，粒子在PET绝缘微孔膜中的穿透率要远高于在金属微孔膜中的穿透率。这种现象被称为“导向”效应，即绝大多数出射离子保持了初始电荷态和动能，出射离子中心对应的观测角与微孔的倾斜角相同，在远大于微孔几何张角的角度上有一定数量的同电性离子出射。图1-3首个电荷沉积模型如图1-3所示，N.Stolterfoht等人提出了电荷沉积模型来解释了导向效应的机制[4]：初始束流与管壁碰撞并发生电荷交换，沉积电荷在管内自组织充电，形成“散射区”和“导向区”。后续入射的粒子在“散射区”电荷斑的作用下失去横向动量，而后达到电荷均匀分布的“导向区”。因此，出射粒子保持了初始电荷态并沿着孔的轴向出射。而出射粒子的角分布则与沉积电势有关。图1-47-keVNe7+入射SiO2微孔膜，出射粒子的一维投影图随时间的演化。（a）为Φ方向的一维投影，（b）为θ方向的一维投影在7-keVNe7+入射SiO2微孔膜的实验中，出射粒子的时间演化[5]被观测到。其结果如图1-4所示，随着沉积电荷量的增大，在θ方向，出射粒子的中心位置
【参考文献】：
期刊论文
[1]30 keV H+在聚碳酸酯微孔膜中动态输运过程的实验和理论研究[J]. 牛书通,潘鹏,朱炳辉,宋涵宇,金屹磊,禹楼飞,韩承志,邵剑雄,陈熙萌. 物理学报. 2018(20)
[2]30 keV He2+在不同倾斜角度的聚碳酸酯微孔膜中的传输过程[J]. 牛书通,周旺,潘鹏,朱炳辉,宋涵宇,邵剑雄,陈熙萌. 物理学报. 2018(17)
[3]低能电子在外层导电屏蔽的玻璃锥管中的传输[J]. 钱立冰,李鹏飞,靳博,靳定坤,宋光银,张琦,魏龙,牛犇,万成亮,周春林,Arnold Milenko Müller,Max Dobeli,宋张勇,杨治虎,Reinhold Schuch,张红强,陈熙萌. 物理学报. 2017(12)
[4]低能电子穿越玻璃直管和锥管动力学研究[J]. 万城亮,李鹏飞,钱立冰,靳博,宋光银,高志民,周利华,张琦,宋张勇,杨治虎,邵剑雄,崔莹,Reinhold Schuch,张红强,陈熙萌. 物理学报. 2016(20)
[5]铯溅射负离子源负离子发射过程的理论分析[J]. 饶雨生,陈后鹏,席伯龄,董北斗,夏白桦. 西安交通大学学报. 1990(04)
本文编号：3610946
【文章来源】：兰州大学甘肃省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-keV的Ne7+离子穿过PET膜后，出射离子的电荷态及能量分布谱
兰州大学硕士学位论文keV负离子在玻璃毛细管中传输过程的研究31.3研究现状1.3.1正离子在绝缘孔中的输运过程图1-13-keV的Ne7+离子穿过PET膜后，出射离子的电荷态及能量分布谱N.Stolterfoht小组在进行高电荷态离子穿越金属微孔膜产生空心原子的实验时，意外地发现了绝缘微孔通道会影响低能高电荷态离子的传输[4]。如图1-1所示，在偏转角很大的情况下，3-keVNe7+离子穿过PET膜上的微孔后，超过99%的出射粒子保持了原有的电荷态。在这里，偏转角与观测角被定义为薄膜表面的法向及探测器方向相对于入射束流方向的夹角。图1-2出射粒子在不同偏转角下的一维角分布图
兰州大学硕士学位论文keV负离子在玻璃毛细管中传输过程的研究4图1-2为不同偏转角下，出射粒子的一维角分布图谱。由图可知，传输束流的中心位置对应的观测角与偏转角相等。而在偏转角远大于几何张角的情况下，仍有粒子穿透微孔出射。而在相同入射角下，粒子在PET绝缘微孔膜中的穿透率要远高于在金属微孔膜中的穿透率。这种现象被称为“导向”效应，即绝大多数出射离子保持了初始电荷态和动能，出射离子中心对应的观测角与微孔的倾斜角相同，在远大于微孔几何张角的角度上有一定数量的同电性离子出射。图1-3首个电荷沉积模型如图1-3所示，N.Stolterfoht等人提出了电荷沉积模型来解释了导向效应的机制[4]：初始束流与管壁碰撞并发生电荷交换，沉积电荷在管内自组织充电，形成“散射区”和“导向区”。后续入射的粒子在“散射区”电荷斑的作用下失去横向动量，而后达到电荷均匀分布的“导向区”。因此，出射粒子保持了初始电荷态并沿着孔的轴向出射。而出射粒子的角分布则与沉积电势有关。图1-47-keVNe7+入射SiO2微孔膜，出射粒子的一维投影图随时间的演化。（a）为Φ方向的一维投影，（b）为θ方向的一维投影在7-keVNe7+入射SiO2微孔膜的实验中，出射粒子的时间演化[5]被观测到。其结果如图1-4所示，随着沉积电荷量的增大，在θ方向，出射粒子的中心位置
【参考文献】：
期刊论文
[1]30 keV H+在聚碳酸酯微孔膜中动态输运过程的实验和理论研究[J]. 牛书通,潘鹏,朱炳辉,宋涵宇,金屹磊,禹楼飞,韩承志,邵剑雄,陈熙萌. 物理学报. 2018(20)
[2]30 keV He2+在不同倾斜角度的聚碳酸酯微孔膜中的传输过程[J]. 牛书通,周旺,潘鹏,朱炳辉,宋涵宇,邵剑雄,陈熙萌. 物理学报. 2018(17)
[3]低能电子在外层导电屏蔽的玻璃锥管中的传输[J]. 钱立冰,李鹏飞,靳博,靳定坤,宋光银,张琦,魏龙,牛犇,万成亮,周春林,Arnold Milenko Müller,Max Dobeli,宋张勇,杨治虎,Reinhold Schuch,张红强,陈熙萌. 物理学报. 2017(12)
[4]低能电子穿越玻璃直管和锥管动力学研究[J]. 万城亮,李鹏飞,钱立冰,靳博,宋光银,高志民,周利华,张琦,宋张勇,杨治虎,邵剑雄,崔莹,Reinhold Schuch,张红强,陈熙萌. 物理学报. 2016(20)
[5]铯溅射负离子源负离子发射过程的理论分析[J]. 饶雨生,陈后鹏,席伯龄,董北斗,夏白桦. 西安交通大学学报. 1990(04)
本文编号：3610946
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/3610946.html
