弹簧支撑自适应Z-pinch单层柱面丝阵负载研制

 在靶室阴、阳电极呈水平放置的电磁内爆加速器中，抽真空时电极间距会收缩变短，电极间的丝阵负载无法维持预定的分布状态，为此，设计出了一套单层柱面状丝阵负载制备技术，通过弹簧预先压缩足够长度使负载能自动适应电极间距变化，并利用一套可以拆卸的辅助装置固定负载各部件。对制备出的多种单层柱面丝阵负载的测试及靶场实验结果表明，负载能自动适应电极间距变化，最大收缩量达3mm，负载丝仍保持预定的分布并且绷紧，制备技术也便于负载的装配、运输和安装。     

基于单丝行为的平面型丝阵Z箍缩模拟

平面型丝阵负载是近年来Z箍缩实验中研究较多的一种非圆柱型丝阵负载.基于平面型丝阵中单丝的静磁场分析并结合单丝的径向运动方程,计算获得了聚爆过程中负载电流在每根丝上分配、每根丝所受磁场力、丝阵负载区磁场分布、负载总电感及聚爆过程中负载动能变化等规律.模拟计算了平面型丝阵负载Z箍缩聚爆轨迹及聚爆时间,并与"强光一号"加速器上进行的平面型丝阵实验结果进行了对比.结果表明,基于单丝行为的模拟误差约为10%,可较为准确地获得平面型丝阵负载聚爆时间.计算结果有助于深入理解平面型丝阵负载Z箍缩物理过程,同时该模型可用于平面型丝阵负载参数设计.     

不同Z-箍缩负载磁绝缘传输线电流损失特性

 在装置“S-300”上，通过测量真空磁绝缘传输线中电极间电子流轫致辐射和负载上的电流、电压等参数，研究了磁绝缘传输线中的电流损失特性。实验中使用了阻抗特性不同的3种负载，结果表明，磁绝缘传输线中的电流损失特性显著地取决于负载。当负载为丝阵靶时，电流损失出现在丝阵等离子体最大箍缩时刻，且其值不超过负载总电流的5％。     

丝阵负载电极结构改造实验

在Z-pinch实验中，丝阵负载电极结构和电流加载前负载的初始状态是影响实验结果及其重复性的重要工程因素之一，为了更好地控制实验条件，排除负载电极工艺结构干扰因素，提高物理实验结果的可靠性和准确性，并逐步实现物理实验精密化，开展了电极结构和负载现场安装工艺流程的改进和控制工作，并通过实验进行了对比研究。研究目的是改进电极结构和负载安装方式，提高负载安装就位状态的重复性和精度，并通过与旧结构进行实验对比，研究电极结构和负载初始状态对实验结果的影响程度和控制方法。     

电磁内爆靶制备技术

为了适应院Z-箍缩物理实验的发展，本年度进一步研究了钼丝的制备工艺、钼丝表面镀金工艺、氘代聚合物纤维制备工艺和表面纳米涂层银工艺，初步进行了超声化学法制备纳米银的研究，调研了研制丝阵负载自动绕丝设备的可行性，研究了各种丝阵负载的结构及靶场安装调试工艺，完成了两轮Z-箍缩物理试验用负载的制备。     

电磁内爆靶制备技术

为了适应Z箍缩物理实验的发展，研究了超细钨丝和钼丝的制备工艺、钨丝表面镀金工艺、氘代聚合物纤维制备工艺和表面纳米涂层银工艺，初步进行了导电聚合物的研究，调研了研制丝阵负载自动绕丝设备的可行性，研究了各种丝阵负载的结构及靶场安装调试工艺，完成了3轮Z箍缩物理试验用负载的制备任务。     

“强光一号”单排平面型铝丝阵Z箍缩实验研究

利用"强光一号"装置开展了排宽度6~24 mm、丝根数10~34、不同参数的单排平面型铝丝阵Z箍缩实验研究,重点研究了不同负载参数下平面型丝阵Z箍缩内爆、辐射特性随负载参数的变化规律。结果表明:平面型丝阵负载内爆过程存在先驱等离子体柱、拖尾质量等,并伴随着R-T不稳定性;在滞止后期等离子体箍缩柱受扭曲不稳定性影响明显;不同参数负载聚爆时间取决于线质量与排宽度平方的乘积值;以辐射能衡量的最优化值应位于200~400μg·cm之间,在相同值下丝间距应选择在1 mm以下为宜。实验获得的平面型铝丝阵最大X射线辐射能量22 kJ,峰值功率630 GW,最大K层辐射能量3.9 kJ,K层辐射功率158 GW。     

空气中单丝和丝阵电爆炸特性的比较

本文开展了500 J储能下、大气空气介质中微秒脉冲电流源驱动平面型铜丝阵负载电爆炸放电特性研究,并与铜单丝电爆炸进行了比较.实验中保持铜电极间距2 cm不变,选择2-16根直径100μm的铜丝组成平面型铜丝阵,同时选择直径50-400μm的单根铜丝作为对照,对电爆炸过程中负载电压、回路电流与光辐射强度进行测量,计算得到电功率、沉积能量等参数,研究质量变化对铜导体电爆炸过程的影响规律;特别地,对于相同质量下单丝与丝阵负载情况进行比较.实验结果表明,随着质量增加,单丝电爆炸气化与电离过程变缓,宏观表现为电压峰值时刻延后、半高宽增大(约0.07μs增至约0.64μs);与之不同,虽然丝阵电爆炸时刻随质量增加延后,但气化与电离持续时间变化不明显,电压峰半高宽稳定在0.11±0.01μs,且击穿发生前丝阵负载沉积能量低于同质量单丝负载.光辐射强度方面,丝阵电爆炸光辐射强度比三次同质量下单丝电爆炸分别强约28%,49%和52%.造成单丝与丝阵电爆炸过程差异的原因可能有两个方面:一是比表面积的差异使得细丝的相变过程更加迅速,表现为相同质量下细丝丝阵比粗单丝爆炸过程快;二是电热/磁流体不稳定性在丝阵与单丝中发展程度不同,表现为光强-时间曲线的差异.     

4MA以下电流驱动垂直动态黑腔的自适应性

在4 MA以下电流驱动Z箍缩黑腔辐射特性和耦合效率研究牵引下,研制出了柱型动态黑腔。利用CHO低密度泡沫的自持能力,结合辅助夹具解决了泡沫柱的装配及定位问题。基于负载丝受小应变作用,丝阵和泡沫柱通过μm量级的自由滑动和转动,具备自动适应靶室环境变化能力。实验结果表明:研制出的动态黑腔在Angara-5-1装置环境中具有自动适应能力,各项参数满足物理实验的需求,获得的最高动力学黑腔X光辐射温度为62.7 eV,实验结果重复性优于91.5%。     

超细钨丝的电解腐蚀制备及其性能表征

 直径小于7 μm的超细钨丝是制备Z-pinch丝阵负载的主要原料，为了满足Z-pinch物理实验需要，利用电解腐蚀法原理，制备出了直径最小为3.0 μm的超细钨丝。研究了电解液温度、电解液质量分数、电解电压和收丝速度等工艺条件对钨丝的影响，并用扫描电镜、原子力显微镜和万能测力计测试了所制备钨丝的直径、形貌及抗拉强度。实验表明，电解电压和收丝速度是影响钨丝腐蚀速度的主要因素，所制备的钨丝表面光滑,均方根粗糙度为2.42 nm，直径为3.5 μm的钨丝其抗拉强度为2.32 g。利用这种方法所制备的超细钨丝已用作Z-pinch丝阵负载的靶材料，取得了很好的物理实验结果，X光能量已达到36.58 kJ。     

Three-dimensional vertical ZnO transistors with suspended top electrodes fabricated by focused ion beam technology

Three-dimensional(3D)vertical architecture transistors represent an important technological pursuit,which have distinct advantages in device integration density,operation speed,and power consumption.However,the fabrication processes of such 3D devices are complex,especially in the interconnection of electrodes.In this paper,we present a novel method which combines suspended electrodes and focused ion beam(FIB)technology to greatly simplify the electrodes interconnection in 3D devices.Based on this method,we fabricate 3D vertical core-double shell structure transistors with ZnO channel and Al₂O₃ gate-oxide both grown by atomic layer deposition.Suspended top electrodes of vertical architecture could be directly connected to planar electrodes by FIB deposited Pt nanowires,which avoid cumbersome steps in the traditional 3D structure fabrication technology.Both single pillar and arrays devices show well behaved transfer characteristics with an Ion/Ioff current ratio greater than 106 and a low threshold voltage around 0 V.The ON-current of the 2×2 pillars vertical channel transistor was 1.2μA at the gate voltage of 3 V and drain voltage of 2 V,which can be also improved by increasing the number of pillars.Our method for fabricating vertical architecture transistors can be promising for device applications with high integration density and low power consumption.     

Negative Corona Discharge Ion Source Under Ambient Conditions with Mini Line-cylinder Electrodes

提出了一种新型的可在大气环境下工作的离子源．该离子源通过电晕放电产生离子,为线-筒结构,由内电极和外筒电极组成,电极半径分别是0.16和4 mm．采用了一系列夹持方法,保证了内外电极具有较高的同轴度．设计了一套进样系统,可以控制进入离子源的样品浓度．给出了放电启动电压的计算公式．实验表明,在大气环境条件下可以很好地电离甲酸、乙酸等负电性的化学物质．为了减小离子源的体积,引入了微机电系统技术．改进了原线-筒型结构以防止随之而来的沿面放电．该离子源接口简单,可广泛应用于质谱仪、MMS、IMS和FAIMS上．     

硅基底液晶光阀的理论和工艺研究

本文介绍了一种新型空间光调制器——硅基底液晶光阀。阐述了该器件的工作原理和各膜层的制备过程。最后提出了两种薄双面抛光片的方法,它们是实现该器件实用化的关键工艺。     

Fabrication of substrate-free double-side emitting flexible device based on silver nanowire-polymer composite electrode

Flexible light emitting diodes are a promising component for future electronic devices, but require a simple structure and fast fabrication method. Organic light emitting diodes are a viable option as they are lightweight, thin, and flexible. However, they currently have costly fabrication procedures, complicated structures, and are sensitive to water and oxygen, which hinder widespread application. Here, we present a novel approach to fabricate flexible light emitting devices by employing Ag nanowire/polymer composite electrodes and ZnS phosphor particles. The composite electrode was fabricated using inverted layer processing, and used as both a bottom electrode and a dielectric layer. The high mechanical stability of the composite allowed the device to be free standing and mechanically flexible, eliminating the need for any additional support. Using Ag nanowires in both the top and bottom electrodes made a double-sided light emitting device that could be applied to wearable lightings or flexible digital signages.     

“聚龙一号”丝阵实验轴向一维X光辐射功率分布

通过一维条纹相机诊断系统对聚龙一号(JL-Ⅰ)四类单层丝阵负载进行了轴向X光辐射测量。由于瑞利-泰勒不稳定性的影响，大部分负载表现出两端发光比中间滞后、阳极端发光比阴极端滞后、阳极端发光总强度弱于阴极端的现象。通过不同类型丝阵对比，对于20 mm直径的丝阵，JL-Ⅰ驱动器的匹配负载线质量在0.9 mg/cm附近。轴向辐射同步性与辐射功率之间存在相关性。     

A simplified process for the bus electrodes of low resistance in passive matrix OLEDs

A simplified process for the bus electrodes of low resistance in passive matrix OLEDs using cathode separators is presented. The cathode separators are patterned both in a peripheral area and in an active area so that the bus electrodes can be formed out of a cathode metal of low resistance when the cathode metal is deposited. Using this simplified process, a single and bi-layer of aluminum and copper were tried out to form the bus and cathode electrodes and the results were analyzed. This method reduces the fabrication processes and lowers the power consumption.     

Microfabricated surface-electrode ion trap for scalable quantum information processing

Individual laser-cooled 24Mg+ ions are confined in a linear Paul trap with a novel geometry where gold electrodes are located in a single plane and the ions are trapped 40 microm above this plane. The relatively simple trap design and fabrication procedure are important for large-scale quantum information processing (QIP) using ions. Measured ion motional frequencies are compared to simulations. Measurements of ion recooling after cooling is temporarily suspended yield a heating rate of approximately 5 motional quanta per millisecond for a trap frequency of 2.83 MHz, sufficiently low to be useful for QIP.     

带补偿电极的高消光比定向耦合器开关

研究了对称结构定向耦合器开关的工作原理 ,用正交模理论结合制造工艺条件分析了影响对称结构定向耦合器开关消光比的因素。提出了提高对称结构定向耦合器开关消光比的方法。理论分析及模拟计算结果表明 :在对称结构定向耦合器开关的分支区加上一对补偿电极后可以获得较高的消光比。