高频离子源形成的HD+离子束中H3+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.     

C3+与Ne碰撞过程纯电离绝对截面的测量和研究

介绍了离子-原子碰撞过程中双微分绝对截面的计算方法.利用符合技术测量了中能区C³⁺+Ne碰撞系统的纯电离微分绝对截面. 将实验结果与多体经典蒙特卡罗方法计算结果进行对比后发现，纯电离截面随入射能量变化的趋势基本一致，对理论与实验产生差异的原因作了分析. 对多重电离的电离机制分析表明：高价态的反冲离子主要来自于俄歇贡献；随着入射能量的升高，电子-电子间的库仑作用也逐渐显现. 此实验方法可以用于相同实验装置上的各种反应出射道的绝对截面测量，入射离子种类及入射离子能量范围将得到拓展. 关键词： 离子-原子碰撞 绝对截面 纯电离     

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。     

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实验研究了超强激光与平面薄膜Cu靶的相互作用中,在靶背法线方向产生的离子能量分布.实验中采用固体核径迹探测器CR39和Thomson谱仪相结合测量离子能谱.实验中同时测量到了质子和C4+、C3+、C2+和C1+离子.实验结果表明:离子沿着靶背法线方向发射,离子在一定能量处出现截断;在固体核径迹探测器CR39上可以看出碳离子信号比质子信号弱,质子的产额远高于碳离子,质子对碳离子有屏蔽作用;在相同发次中C4+、C3+、C2+和C1+离子随着荷质比的增大,相应离子的截止能增加.     

H+2离子和H原子相互作用研究

应用改进的排列通道量子力学方法(ACQM)对H+2离子与H原子的相互作用进行了研究.研究结果表明,H+2离子与H原子相互作用能够形成稳定的正三角形构型的H+3离子,从而为实验上制备H+3离子找到了一种新的方法.     

玻璃陶瓷材料中Tm3+离子红外到蓝色上转换发光

系统研究了PbF2+GeO2+WO3ⅩⅣTmF3玻璃陶瓷材料中,在近红外光(1.06μm)激发下,Tm3+离子的发光特性.实验中观测到Tm3+离子的两组峰值位置分别在20920cm-1和22173cm-1的蓝色上转换发光,并证实这两组上转换发光分别与吸收三个和四个光子有关,同时建立了上转换发光的模型.为了选择最佳掺杂浓度,详细地测量了Tm3+离子峰值为20920cm-1的蓝色上转换发光强度与TmF3浓度的关系.     

蓝宝石(α-Al_2O_3:Fe~(3+))体系基态分裂与局域晶格畸变的研究

2002年Scholz和Buzaré对蓝宝石晶体中Fe3+离子的基态分裂重新进行了EPR实验测量和研究,他们的初步分析表明在蓝宝石晶体中Fe3+离子的6A1基态分裂有可能同时与两个方向的畸变角(θ和φ)有关.本文采用对角化d5组态在C3点群对称下的252×252完全能量矩阵的方法,对蓝宝石晶体中Fe3+离子的光谱和EPR谱进行了系统的研究.计算结果表明蓝宝石体系中Fe3+离子的6A1基态分裂确实将明显依赖于两个方向的畸变角θ和φ,这一理论结果与Scholz和Buzaré等的实验相符合.同时,通过拟合Fe3+离子在蓝宝石体系中的实验光谱和EPR参量,确定了蓝宝石晶体中(FeO6)9团簇局域晶格畸变角θi的范围.     

氢离子与碳膜相互作用的实验研究

此文报道了H+、H+2和H+3离子通过碳膜后,在其中产生的各种微量产物的测量结果.讨论了离子与碳膜作用中的电荷交换过程.分析了这些微量产物的形成机理.实验证明在产物的形成中电荷交换过程起关键作用.研究了离子与碳膜作用中的团簇效应和尾流效应.     

ZnS∶Mn2+与ZnS∶Fe3+体系的基态零场分裂理论研究

在ZnS晶体中掺入Mn2+或Fe3+离子的EPR谱已得到了广泛的研究. 然而, 理论结果显示其EPR零场分裂的计算值远小于实验观察值, 这一理论与实验的矛盾至今仍未得到满意的解决. 假定在四面体ZnS中, S原子在成键时采取了sp3杂化轨道的形式, 从而使S离子显示出正的有效电荷. 从这一观点出发, 通过对角化三角场中的微扰能量矩阵, 使得ZnS∶Mn2+和ZnS∶Fe3+体系的EPR零场分裂参量α, D和(a-F)的实验值都能得到满意的解释.     

原子轨道方法研究He2+-He碰撞中电荷转移过程

应用双中心的原子轨道强耦合方法研究了He2+-He碰撞中的电荷转移过程,计算了随入射离子能量变化的单电子俘获总截面及各个次壳层的态选择截面,并与其它理论结果和实验结果进行了比较,发现我们的理论结果与实验很好的符合.针对中国科学院近代物理研究所最近的实验测量,我们也计算了电荷转移过程的微分截面.     

等电荷态离子与He原子碰撞中的转移电离过程研究

采用位置灵敏探测和飞行时间技术测量了等电荷态离子Cq+、Nq+、Oq+、Neq+(q=4,5,6,7)与He原子碰撞中,转移电离截面与单电子俘获截面的比值R.研究了相同q入射的情况下,R与入射离子核电荷数Z的依赖关系,在统计蒸发模型的基础上对实验结果进行了解释.     

高电荷态Arq+与Ne碰撞中入射离子电荷交换截面的研究

报道Arq++Ne(q=8, 9, 11, 12)碰撞体系中多电子转移过程,得到了多组实验测量电荷交换截面数据,讨论入射离子电荷交换截面、反冲离子产生截面与入射离子电荷态、能量以及散射离子电荷态的关系,并且将实验结果与Arq++Ar碰撞体系进行对比研究.在修正分子库仑过垒模型的基础上,对实验现象做了合理的解释.