高频离子源形成的HD~+离子束中H_3~+比例实测研究

HD+在是研究分子离子同位素效应等方面最简单和理想的离子,并且在天体物理等领域有重要应用.但在实验测量其核间距和结合能研究中不可避免会混入H3+从而对实验结果产生影响.本文在实际测量获取产物各种物理量的基础上,采取对比与分析的反推方法,将离子源中两种离子的比例实际测量出来,从而能较为准确地研究HD+的结构和性质.将实验测量的结果与理论推算进行比较,得到了相对较好的结果.     

氘氢混合气体的高频离子源中H2D+与D+2的比例实测研究

分子离子H2D+在天体物理和天体化学研究中有重要意义,但在实验研究中不可避免混入D+2从而对实验结果产生影响.本文采取产物对比与分析的方法,将离子源中两种离子的比例实际测量出来,从而能较为准确地研究H2D+的结构和性质.将实验测量的结果与理论推算进行比较,得到了相对较好的结果.本文所采用的方法将对类似的研究提供有益的借鉴和启发.     

相对论多组态相互作用方法计算Mg~+离子同位素位移

采用相对论多组态相互作用方法研究了Mg~+离子3s~2S_(1/2)—3s~2P_(1/2)和3s~2S_(1/2)—3s~2P_(3/2)两条跃迁谱线的特殊质量位移系数和场位移因子,并计算了中子数8≤N≤20的Mg~+离子的同位素位移.计算结果与其他理论的计算值符合得比较好,与最新的实验测量结果比较,相对误差在0.13%到0.28%范围,是目前最接近Mg~+离子同位素位移实验测量的理论计算结果.该计算结果可为Mg~+离子同位素位移实验和理论研究提供参考,能够用于Mg~+离子的短寿命同位素的光谱测量实验以及利用Mg~+离子开展幻中子数N=8和N=20附近的奇异原子核特性研究等.所用的计算方法和电子激发模式也可以推广到其他核外电子数为11的多电子体系,用于开展相应的原子光谱结构计算和同位素位移的理论研究.     

H+5团簇离子及其中性团簇产物H3和H4

报道了H+5的实验结果.分析讨论了H+5的形成和分解途径.根据理论分析,以稳定的H+3为核心与一个或多个氢分子结合可能形成稳定的H+n氢团簇离子.另一方面,在高频离子源中, 有发生H+3与H2反应的条件.实验中,从高频离子源引出的离子束被静电加速器加速,然后用90°磁分析器选择质量数为5的离子,再将这些离子偏转20°,最后在20°方向测量它们的能谱.从能谱发现,在高频离子源中可能通过H+3与H2的离子-分子反应形成了H+5团簇离子;并且在H+5的分解产物中还发现可能存在H3和H4等中性团簇产物.     

低速多电荷态离子He2+、O2+和Ne2+与W靶表面

本文报道了He2+,O2+和Ne2+与W靶表面相互作用中的动能电子产额随离子入射速度变化的实验测量结果.结果表明：在本实验的入射速度范围内,对同一入射离子,动能电子产额随入射离子的速度增大而线性增加.基于动能电子发射的机理,我们分析了影响动能电子产额的因素,理论上得出动能电子产额与入射速度增长呈线性增加的关系,取得了实验上和理论上一致的结果.     

H+4, H+5和H+7团簇离子的测量和确认

报告了H+4, H+5, H+7等团簇离子的测量结果. 确认可以由H+3与一个或多个H和H2相互作用形成较大的H+4, H+5, H+7等团簇离子.     

高离化态Sq+与H2碰撞中Hr2+的库仑爆炸及解离过程研究

采用位置灵敏探测器和散射离子-反冲离子飞行时间技术测量了900?keV的Sq++H2碰撞产生的H+碎片的能量分布,实验表明部分Hr+2发生解离.基于蒙特卡罗方法,建立了程序模拟离子与分子碰撞中的反冲离子飞行时间谱.模拟结果与实验(S2++H2,S2++He)测量到的TOF谱进行了分析比较,并进行了定性讨论.     

H+HD→H_2+D反应的高分辨交叉分子束实验研究（英文）

本文利用交叉分子束方法和离子速度成像技术,对H+HD→H_2+D反应在1.17 eV碰撞能下的态-态反应动力学开展了高分辨实验研究.实验采用1+1'(真空紫外+紫外)近阈值激光电离方式对反应中的D原子产物进行探测,获得了高角度分辨和高能量分辨的产物离子速度影像,进而精确获得了反应的态-态微分截面.实验观测到了H2(v'=0,j'=1)和H_2(v'=0,j'=3)振转产物角分布中与散射过程的干涉效应相联系的前向散射振荡.这一研究进一步表明了化学反应微分截面的精确测量在气相态-态反应动力学研究中的重要性.     

利用快分子离子与固体的相互作用对H2+,HD+和D+2结构的研究

利用快分子离子与固体的相互作用,依靠一套高分辨装置,测量了H2+,HD+和D2+的结构,得到其核间距分别为1.19±0.003 nm、1.25±0.003 nm和1.32±0.003 nm.通过对比,证实了分子离子结构中同位素效应的存在,分析了实验值和理论值存在差别的原因,讨论了实验结果中同位素效应产生的缘由.     

Ne~+离子和Ar原子碰撞过程中激发态的研究

在离子Ne~+和原子Ar碰撞过程的研究中,测量了NeⅠ、NeⅡ的发射截面,以及ArⅠ、ArⅡ发射截面,并把本实验结果同Ne~+离子和He原子碰撞体系进行了比较,发现本实验得到的发射截面大得多,而且入射离子Ne~+的速度在0.37～0.55原子单位范围内,这个差别随入射离子速度的增加而增大。     

利用尾流效应确定HD2+的结构与核间距

在研究HD2+ 与固体膜的相互作用时, 发现在HD2+ 穿过固体时产生了较强的尾流效应, 并在确定HD2+作的结构时, 尾流效应起到了关键的作用. 这一技术的使用, 可以使得许多使用传统方法无法确定的分子离子结构寻求到一种方法和手段. 本文就如何使用尾流效应来确定HD2+ 结构作一报道. 这种方法的基本思想是,库仑爆炸能谱图普相对于分子离子的核间距时非常是非常敏感的.     

利用尾流效应确定HD2+的结构与核间距

在研究HD2+ 与固体膜的相互作用时, 发现在HD2+ 穿过固体时产生了较强的尾流效应, 并在确定HD2+作的结构时, 尾流效应起到了关键的作用. 这一技术的使用, 可以使得许多使用传统方法无法确定的分子离子结构寻求到一种方法和手段. 本文就如何使用尾流效应来确定HD2+ 结构作一报道. 这种方法的基本思想是,库仑爆炸能谱图普相对于分子离子的核间距时非常是非常敏感的.     

YAB晶体中Yb3+到Er3+的能量传递

1.55 μm波段是光通讯的一个重要波段,而且对人眼安全,有高的大气透过率,因此可以广泛应用于通讯和遥感测距等领域。由于Er³⁺离子对商品化的InGaAs激光二极管的抽运波长不能有效吸收,因此一般通过在基质中共掺杂Yb³⁺和Er³⁺离子来获得1.55 μm波段激光输出。采用助熔剂法生长了不同Yb³⁺和Er³⁺掺杂浓度的YAl₃(BO₃)₄(YAB)晶体。运用速率方程模型研究了晶体中Yb³⁺到Er³⁺能量传递过程,得到了根据Yb³⁺离子的荧光寿命计算能量传递系数的简单计算公式。计算了不同掺杂离子浓度的YAB晶体中的能量传递系数等相关参数。结果表明,在YAB晶体中,Yb³⁺到Er³⁺能量传递非常有效,YAB晶体可以作为一种能获得1.55 μm激光输出的良好介质材料。     

KMgF3:Eu2+晶体中Eu2+的受激发射研究

二价铕离子(Eu2 )在KMgF3晶体中产生窄带线状发射,峰值位于360 nm.依据自身建立的激发态能量损耗模型,预测了4f7(6P7/2)→4f7(8S7/2)跃迁实现受激发射的可能性.采用ASE技术测得了KMgF3:Eu2 晶体360 nm发射的光学增益,得到净光学增益系数g=(11.4±3.2)cm-1,实验证实了理论预测.晶体退火或掺杂敏化离子Gd3 或Ce3 可以改善Eu2 的增益效果.     

Eu~(3+)/Yb~(3+)共掺杂ZrO_2粉末的制备和发光性质研究

利用共沉淀方法制备了Eu3+/Yb3+单掺和共掺的ZrO2粉体材料,研究了煅烧温度和掺杂浓度对结构和发光性质的影响。XRD结果表明:所制备单掺样品含有单斜相和四方相2种不同结构,随着热处理温度的升高,四方相向单斜相转变,经1 150℃处理后,四方相消失,呈现单一的单斜相;Yb3+离子的掺入有稳定ZrO2四方相的作用,随着掺杂浓度的增加,单斜相转变为四方相。由于晶相的不同,Eu3+处在四方相和单斜相2种发光中心,二者发光性质不同。Eu3+/Yb3+共掺后,在270 nm激发Eu3+时,观测到了Yb3+在近红外波段(980 nm)的发光,同时证实Eu3+的激发光谱和Yb3+的激发光谱相一致,表明存在Eu3+到Yb3+的能量传递,交叉弛豫和共合作能量传递过程是其可能的能量传递机理。     

H2+和HD+分子体系高次谐波发射效率的理论研究

本文通过求解一维含时薛定谔方程, 比较研究了H2+和HD+分子离子体系的高次谐波发射效率. 数值计算结果表明, 在相同激光条件下, 不对称分子体系能产生更高强度的谐波谱. 此外, 借助时频分布, 电离几率和电子-核波包密度概率分布图, 对计算结果做出了合理的解释.     

Unveiling residual molecular binding in triply charged hydrogen bromide

We present an experimental and theoretical study of triply charged hydrogen bromide ions formed by photoionization of the inner 3d shell of Br. The experimental results, obtained by detecting the 3d photoelectron in coincidence with the two subsequent Auger electrons, are analyzed using calculated potential energy curves of HBr3+. The competition between the short-range chemical binding potential and the Coulomb repulsion in the dissociative process is shown. Two different mechanisms are observed for double Auger decay: one, a direct process with simultaneous ejection of two Auger electrons to final HBr3+ ionic states and the other, a cascade process involving double Auger decay characterized by the autoionization of Br*+ ion subsequent to the HBr2+ fragmentation.     

Y~(3+)掺杂对Sr_(1-x)Ca_xSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)发光性能的影响

采用高温固相反应法制备了Sr_(1-x)Ca_xSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)系列荧光粉,研究Y~(3+)离子掺入对荧光粉发光性能的影响。对于Sr Si_2O_2N_2∶Eu~(2+),Y~(3+)离子掺入主要起到稳定Eu~(2+)价态的作用,避免Eu~(2+)氧化为Eu~(3+),从而提高Sr Si_2O_2N_2∶Eu~(2+)的发光性能。对于Ca Sr Si_2O_2N_2∶Eu~(2+),Y~(3+)离子掺入除了稳定Eu~(2+)价态作用外,还能有效减小Eu~(2+)取代Ca~(2+)后晶格膨胀引起的应力,提高Eu~(2+)在晶格中的溶解度。Sr_(1-x)Ca_xSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)(x=0,0.15,0.3,0.6,0.75,0.95)系列荧光粉中随着Ca含量的增加,共掺Y~(3+)离子对样品发光强度的提高程度也随之增加(20%~80%)。     

Dissociation energies of molecular hydrogen and the hydrogen molecular ion

We have obtained improved values for the dissociation energies of molecular hydrogen and its ion by using a high-resolution pulse-amplified laser to probe the second dissociation limit. The onset of the vibrational continuum is observed by state-selective detection of the atomic products of dissociation, and several auxiliary measurements link the results to the ground state. The dissociation energies are accurate to 0.010-0.026 cm(-1), improving previous measurements by a factor of 3-7. Agreement with ab initio calculations is good for H2, D2, and their ions, but not for HD and HD+.