高功率离子束在偏压电荷收集器内部的电荷输运模拟

利用2.5维KARAT软件对高功率离子束在偏压电荷收集器内部的电荷输运过程进行PIC数值模拟，模拟结果表明在偏压电荷收集器内部电荷中和而电流不中和。在模拟中考虑了收集器的几何尺寸和离子束密度，因此模拟结果比一维数值计算的结果更为可靠。同时还模拟了偏置电压与电荷收集器离子收集效率之间的关系，对于峰值能量为500keV的高功率离子束，偏压为－800V即可满足测量要求，这一结果与实验吻合较好。     

重离子束在热靶中的电子阻止本领与有效电荷数

采用线性介电响应理论,研究了重离子束在热靶中的有效电荷数和电子阻止本领。为了考虑入射离子的束缚电荷分布,我们将Brandt-Kitagawa的有效电荷理论推广到热靶。在低速和高速情况下,分别得到了有效电荷数和电子阻止本领的解析表示式。数值结果表明,对于低速离子,有效电荷数随电子气的温度增加而增加;在一定的温度范围内,低速离子的阻止本领与冷靶相比有明显增加。对于高速离子,我们的理论结果与实验值符合得较好。 关键词：     

电荷屏蔽对Ⅱ型超新星瞬时爆发能量的影响

讨论了电荷屏蔽效应对WS15M_⊙前身星模型瞬时爆发能量的影响,对电子俘获率的计算基于平均重核模型,数值模拟表明电荷屏蔽降低了电子俘获率,延长了爆发时间,使中微子泄漏的总能量增加,从而导致激波的能量略微降低.给出的方法可以适用于其他考虑电荷屏蔽效应的超新星数值模拟. 关键词： 超新星 瞬时爆发 数值模拟 电荷屏蔽     

多电荷碳离子的电荷损失截面

 研究了多电荷碳离子分别与中性氢原子或氦原子碰撞的电荷损失截面,同时计算了多电荷碳离子的电势函数和电子动量分布,其中电荷数为5的碳离子的截面数据与Shirai等人的计算结果符合得相当好。所导出的计算公式和编制的计算程序可以推广计算任何一个多电荷离子A^q+与H或He碰撞的电荷损失截面,因而具有一定的普适性。     

模拟同号电荷静电场的实验

普通物理实验中,用直流电流场模拟静电场,必须要有正负电极,而目前生产的静电场描绘仪,只能模拟等量异号电荷的电场。同号电荷的静电场也是典型的静电场之一,用实验的方法描绘出来,对电磁学的教学无疑是有意义的。一、等位面电极的设计和制作要模拟同号电荷的场,除必须设置两个电位相等的同性电极外,还必须设置异性电极。根据静电场唯一性定理,如果把异性电极看作是二个同号电荷电场等位面,并做为电场区域的边界,则边界内部每一点的电位     

数字全息术测定涡旋光束拓扑电荷数

提出了一种基于数字全息技术测定涡旋光束拓扑电荷数的方法.该方法通过数字全息技术获取涡旋光束和参考光的全息图并重构出涡旋光束的波前相位,判定相位围绕相位奇点的周期性分布来测定涡旋光束的拓扑电荷数.在拓扑电荷数取值分别为整数和分数的情况下,通过对数值模拟和实验结果的比较,表明该方法能够较准确地测定出拓扑电荷数.     

小型法拉第筒电荷收集器

本文给出了用于测量激光等离子体特性的法拉弟筒电荷收集器的设计。用它获得了激光等离子体发射的离子的速度、动能以及占所吸收的能量比例等信息。     

厚度对非极性聚合物薄膜驻极体电荷储存及电荷动态特性的影响

以Du Pont公司的商用Teflon FEP A型薄膜为例，通过热脉冲技术、等温表面电位衰减测量和开路热刺激放电电流谱分析等实验结果，讨论了经常温和高温电晕充电后样品厚度对薄膜驻极体的沉积电荷密度、薄膜驻极体的内电场、体电导率以及电荷储存稳定性的影响.通过热脉冲技术组合电导率温度曲线的测量，研究了在不同温度条件下样品厚度对沉积电荷层的平均电荷重心移动的影响.结果表明：在充电参数一定的条件下，随着膜厚的降低，储存电荷密度上升，但电荷稳定性有所下降.因此，合理地调控薄膜厚度，可以有效地优化驻极体的电荷储存能 关键词： 厚度 驻极体 电荷储存能力 电荷稳定性     

原子和离子间激光感生碰撞电荷交换的微扰理论

将激光感生碰撞电荷看作一个四体系统，发展了激光感生碰撞电荷电荷的微扰理论，以独立原子和离子的复合态波函数作为激光感生碰撞体系的基组函数，得到了体系态振幅的运动方程。利用激光感生碰撞电荷交换的微扰理论，对Ｃａ＾＋－Ｓｒ间激光感生碰撞电荷交换进行了数值计算，并与Ｇｒｅｅｎ等人的实验结果进行了比较。     

强流高电荷态Pb离子束的产生与优化研究

随着原子物理及表面物理研究的发展,电荷态金属离子束的需求日益增多. 近来,中国科学院近代物理研究所,14.5GHz LECR3,离子源实验平台上, 以炉子法产生的铅离子束作为研究对象, 进行了一系列,ECR,离子源关键参数(如：磁场、炉子功率、掺气等)影响高电荷态铅离子束产额的实验研究, 在此基础上, 调整优化了,LECR3,离子源的状态参数, 从而获得了强流高电荷态铅离子束,18eμa ²⁰⁷Pb³⁰⁺,和6.7eμa ²⁰⁷Pb³⁷⁺.     

SOI部分耗尽SiGe HBT集电结空间电荷区模型

SOI上的薄膜异质SiGe晶体管通过采用"折叠"集电极,已成功实现SOI上CMOS与HBT的兼容.本文结合SOI薄膜上的纵向SiGe HBT结构模型,提出了包含纵向、横向欧姆电阻和耗尽电容的"部分耗尽 (partially depleted) 晶体管"集电区简化电路模型.基于器件物理及实际考虑,系统建立了外延集电层电场、电势、耗尽宽度模型,并根据该模型对不同器件结构参数进行分析.结果表明,空间电荷区表现为本征集电结耗尽与MOS电容耗尽,空间电荷区宽度随集电结掺杂浓度减小而增大,随集电结反偏电压提高而增大, 关键词： SOI SiGe HBT 集电区 空间电荷区模型     

高功率离子束在漂移管中的中性化传输

 介绍了“闪光二号”加速器产生的高功率离子束在漂移管中的传输实验。对比了采用中性化措施前后的传输情况，分析了中性化措施对离子束束斑半径、束流均匀性的影响。根据实测的二极管电压模拟得到了传输一定距离后的束流波形，与实测结果符合较好。采取适当的中性化措施后，高功率离子束可以有效传输80 cm以上，束流发散得到抑制，束流均匀性得到改善。     

叠片法测量“闪光二号”加速器的高功率离子束能谱

给出了利用叠片法测量“闪光二号”加速器高功率离子束能谱的基本原理及初步实验结果. 采用Ziegler的拟合公式编制程序计算了不同能量质子和碳离子穿过不同厚度Mylar膜后的能 量损失情况.在偏压法拉第筒阵列各个法拉第筒的准直孔前分别覆盖0—6μm厚的Mylar膜， 根据不同膜厚对应的信号衰减情况(叠片法)，得到了高功率离子束的离子能谱，离子的最高 能量>440keV，平均能量约为270keV，能量为200—300keV之间的离子数目最多，碳离子数和 90keV以下的质子所占总离子数的组分不多于32％.所测量离子能谱和离子数目随时间的分布 关系与二极管的电压和电流符合也较好.还将叠片法的测量结果与利用磁谱仪和采用飞行时 间法等的测量结果进行了比较，三种方法所得的测量结果基本一致. 关键词： 高功率离子束 离子能谱 法拉第筒 叠片法 能量损失     

A single-event transient induced by a pulsed laser in a silicon-germanium heterojunction bipolar transistor

A study on the single event transient (SET) induced by a pulsed laser in a silicon-germanium (SiGe) heterojunction bipolar transistor (HBT) is presented in this work. The impacts of laser energy and collector load resistance on the SET are investigated in detail. The waveform, amplitude, and width of the SET pulse as well as collected charge are used to characterize the SET response. The experimental results are discussed in detail and it is demonstrated that the laser energy and load resistance significantly affect the SET in the SiGe HBT. Furthermore, the underlying physical mechanisms are analyzed and investigated, and a near-ideal exponential model is proposed for the first time to describe the discharge of laser-induced electrons via collector resistance to collector supply when both base-collector and collector-substrate junctions are reverse biased or weakly forward biased. Besides, it is found that an additional multi-path discharge would play an important role in the SET once the base-collector and collector-substrate junctions get strongly forward biased due to a strong transient step charge by the laser pulse.     

Computer Simulation of High-Power Ion Beam Generation Using the Plasma Erosion Opening Switch and Microsecond Store Systems

This paper deals with computer simulation of plasma erosion opening switch (PEOS) operation in the context of short-pulse high-power ion beam (HPIB) generation in microsecond store systems. The scaling of PEOS parameters and ion diode characteristics with various operating conditions was determined. The simulations showed the best PEOS characteristics for a hydrogen plasma (i.e., the lowest mass) with a high flow velocity and low density, although for some applications a plasma with A/Z > 1 may be preferable. It was shown that the efficiency of HPIB generation in the diode depends on its location relative to the PEOS, the time delay of anode plasma formation, the use of a spiral electrode in the PEOS region, and the use of an arrangement involving an ion return current bypass through the PEOS region. The optimization of the PEOS and ion diode with coaxial configurations and 100 kJ stored in the 600-kV Marx yielded a 16-percent overall efficiency HPIB generation in the diode, with a diode voltage and power of 4.2 MV and 0.42 TW, respectively.     

“闪光二号”加速器HPIB的产生及应用初步结果

主要给出了“闪光二号”加速器高功率离子束(HPIB)产生及应用研究的初步结果.介绍了强箍缩反射离子束二极管的结构及工作原理，给出了考虑阴阳极产生的等离子体运动对二极管间隙影响的饱和顺位流修正公式.实验得到的离子束峰值能量约500keV，峰值电流约160kA.介绍了利用高功率离子束(质子束)轰击¹⁹F靶产生6—7MeV准单能脉冲γ射线的初步实验结果，给出了利用高功率脉冲离子束模拟1keV黑体辐射x射线对材料的热-力学效应初步研究结果. 关键词： 高功率离子束 箍缩二极管 准单能脉冲γ射线 热-力学效应     

重离子导致的锗硅异质结双极晶体管单粒子效应电荷收集三维数值模拟

针对国产锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBTs), 采用半导体器件模拟工具, 建立SiGe HBT单粒子效应三维损伤模型, 研究影响SiGe HBT单粒子效应电荷收集的关键因素. 分析比较重离子在不同位置入射器件时, 各电极的电流变化和感生电荷收集情况, 确定SiGe HBT电荷收集的敏感区域. 结果表明, 集电极/衬底结内及附近区域为集电极和衬底收集电荷的敏感区域, 浅槽隔离内的区域为基极收集电荷的敏感区域, 发射极收集的电荷可以忽略. 此项工作的开展为下一步采用设计加固的方法提高器件的抗辐射性能打下了良好的基础. 关键词： 锗硅异质结双极晶体管 单粒子效应 电荷收集 三维数值仿真     

锗硅异质结晶体管单粒子效应激光微束模拟

对国产锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)进行了单粒子效应激光微束辐照试验,观测SiGe HBT单粒子效应的敏感区域,测试不同外加电压和不同激光能量下SiGe HBT集电极瞬变电流和电荷收集情况,并结合器件结构对试验结果进行分析。试验结果表明:国产SiGe HBT位于集电极/衬底结内的区域对单粒子效应敏感,波长为1064 nm的激光在能量约为1.5 nJ时诱发SiGe HBT单粒子效应,引起电流瞬变。入射激光能量增强,电流脉冲增大,电荷收集量增加;外加电压增大,电流脉冲的波峰增大;SiGe HBT的单粒子效应与外加电压大小和入射激光能量都相关,电压主要影响瞬变电流的峰值,而电荷收集量主要依赖于入射激光能量。     

化学气相沉积金刚石薄膜探测器对α粒子的电荷收集效率

 实验测量了自行研制的三明治电极结构化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜探测器在室温下对241Am, 243Am 与244Cm α粒子的能谱响应,得到了其α粒子响应电荷收集效率随偏压的变化关系;获得了不同偏压下其相对平均电荷收集效率及响应谱下降沿10%处的相对电荷收集效率。结果表明：所研制的CVD金刚石薄膜探测器性能稳定,对α粒子响应的电荷收集效率随偏压的增加而趋于饱和,对α粒子平均电荷收集效率达33.5%,谱下降沿10%处的电荷收集效率达57%。     

开尔文滴水起电机在潮湿环境下的实验研究

探讨了开尔文滴水起电机要求环境凉爽、干燥的原因,并对传统的开尔文滴水起电机进行了改进,通过改善传统滴水起电机的表面绝缘性,增大水溶液的离子浓度以及预加初始电荷等方法使其能在潮湿的环境下快速获得较大的高压静电,起电效果明显.