聚焦慢速高荷态重离子束微束斑X射线源

利用电子束离子源(EBIS)或者电子束离子陷阱(EBIT)产生的慢速高电荷态重离子束轰击金属靶面,离子束与靶面作用并复合辐射特征X射线;并将高荷态离子束采用离子光学系统会聚为微细束后再与靶面作用,能够辐射出微米甚至亚微米级、纳米级的微束斑X射线.本文介绍这一新型微束斑X射线源的结构、机理及其特性等.     

Emittance Measurements for Beams Extracted from LECR3 Ion Source

High quality ion beams are required by IMP cyclotron and atomic physics research, so it is important to research and measure beam emitt ance of ECR ion source. Intense beams extracted from ECR ion source usually have low energy, so it is suitable to use Electric-Sweep Scanner to measure the emittance. This kind of measurement is popularly used at ECR ion source, and it has some prominent merits such as high accuracy, very short time of data processing and easy expressing of the emittance pattern. So we designed and built this emittance scanner to measure emittance of the ion beams produced by LECR3 ion source. The structure of the ESS is shown in Fig.l, and the photo of the ESS is shown in Fig.2.     

一种改进型ECR离子源的设计计算

本文介绍了具有ω_ecr共振面,2ω_rf闭合等值面的ECR离子源的设计思想.文章同时给出了二峰值约为0.8T的轴向磁镜场和最大场强为0.8T的径向六极约束磁场的设计计算数据.设计结果表明这种改进型ECR离子源的ω_ecr共振面在轴向展宽比现在引进的CAPRICE型离子源的ω_ecr共振面在轴向展宽有极大提高,并产生闭合的2ω_rf等值面.这些设计参数表征着高电荷态的离子束强度将有很大提高.     

离化团簇束法制备c轴取向的ZnO薄膜

为了探索低温可调控ZnO薄膜沉积技术,提出了一种新的ZnO薄膜制备方法,即离化团簇束（ICB）法,并自行设计研制了应用该方法制备ZnO薄膜的专门装置.采用超音速喷嘴获得高速锌原子团簇束,用Hall等离子体源产生氧离子束离化锌原子团簇,获得了较高的离化率.在沉积过程中,可以通过调节衬底偏压、氩氧比、衬底加热温度等参数,来控制成膜的质量;应用这个装置成功地在硅衬底上制备的ZnO薄膜,经XRD和EDS检测,薄膜的c轴取向一致,Zn、O原子百分比接近于1：1,成膜质量好.     

HIRFL注入器PIG离子源的研制

本文介绍了兰州重离子加速器(HIRFL)的注入器(SFC)所用PIG离子源的研制和改进工作,使用新研制的PIG源,已在注人器SFC上获得了5μA的O_(16)~(5+)及10μA的C_(16)~(4+)的离子束。     

气相色谱-负化学源质谱联用法测定菊酯类农药

通过固相萃取-气相色谱-负化学离子源质谱技术建立了11种拟除虫菊酯类农药残留的检测方法，并应用于茶叶农残检测。样品经乙酸乙酯提取后，用串联的活性炭和中性氧化铝固相萃取柱选择性地富集茶叶中待测组分，再由气相色谱-负化学离子源质谱分时段选择离子监测技术进行测定。方法简单快速，一次进样就能得到11种菊酯残留结果；准确度和精密度高，在0．016μg／kg、0．032μg／kg和0．064μg／kg3个添加水平下的回收率在70％～110％之间，CV≤7．4％；选择性好，消除了色素和其它杂质干扰；灵敏度高，检出限低，除了氯菊酯为10μg／kg外，其它菊酯检出限都在μg/∥kg级，七氟菊酯则达到了0．02μg／kg。     

解吸附电晕束电离质谱法快速检测中成药及保健食品中非法添加的β-受体阻滞剂

建立了新型的解吸附电晕束离子源耦合离子阱质谱法(DCBI-MS),在无需复杂的样品前处理及色谱分离的条件下,可快速检测降血压中成药及保健食品中非法添加的7种β-受体阻滞剂阿替洛尔、比索洛尔、美托洛尔、普萘洛尔、盐酸塞利洛尔、盐酸贝凡洛尔和卡维地洛.采用一级质谱快速筛选和二级质谱确证的方法对目标化合物进行了定性和半定量测定.各目标物的检出限均低于0.1 mg/L,在0.5～100 mg/L浓度范围内线性关系良好.实验获得的7种β-受体阻滞剂的裂解规律为芳氧丙醇胺类化合物的质谱检测提供了参考依据.通过与高效液相色谱-电喷雾离子化质谱法(HPLC-ESI/MS)对比表明,DCBI-MS方法的检测结果可靠.对9种市售样品进行检测,有1批次中成药检出含有未标示的卡维地洛.结果表明,DCBI-MS法测定单个样品的时间不超过1 min,分析速度快,可以在大批量复杂基质样品中β-受体阻滞剂的筛查和药品品质的在线监测中发挥重要作用.     

宽离子能量检测范围垂直引入反射式飞行时间质谱仪的研制

本实验室研制了国内首台宽离子能量检测范围飞行时间质谱仪。仪器采用紧凑式电子轰击源设计,配合离子透镜系统有效的调制离子流,飞行时间质量分析器采用了离子垂直引入式,双场加速和双场反射以及大尺寸MCP检测装置设计。仪器单离子信号半峰宽约2 ns,仪器分辨率优于1600FWHM,检测实际样品质量范围为1~127 amu(仪器理论质量检测上限优于800 amu),可检测离子能量范围优于2个数量级(3~140 eV)。若该TOF质量分析器与短瞬高压脉冲放电离子源耦合联用,可广泛应用于高能离子束的快速检测,如真空阴极放电对制备薄膜、离子注入材料的表征,导电材料的离子电荷态分布以及离子扩散速度的测定等。     

不同磁路电子回旋共振离子源引出实验

空间推进所用的电子回旋共振离子源(ECRIS)应具有体积小、效率高的特点. 本文研究的ECRIS使用永磁体环产生磁场, 有效减小了体积, 该离子源利用微波在磁场中加热电子, 电子与中性气体发生电离碰撞产生等离子体. 磁场在微波加热电子的过程中起关键作用, 同时影响离子源内等离子体的约束和输运. 通过比较四种磁路结构离子源的离子电流引出特性来研究磁场对10 cm ECRIS性能的影响. 实验发现: 在使用氩气的条件下, 特定结构的离子源可引出160 mA的离子电流, 最高推进剂利用率达60%, 最小放电损耗为120 W·A^-1; 所有离子源均存在多个工作状态, 工作状态在微波功率、气体流量、引出电压变化时会发生突变. 离子源发生状态突变时的微波功率、气体流量的大小与离子源内磁体的位置有关. 通过比较不同离子源的引出离子束流、放电损耗、气体利用率、工作稳定性的差异, 归纳了磁场结构对此种ECRIS引出特性的影响规律, 分析了其中的机理. 实验结果表明: 保持输入微波功率、气体流量、引出电压不变时, 增大共振区的范围、减小共振区到栅极的距离, 离子源能引出更大的离子电流; 减小共振区到微波功率入口、气体入口的距离能降低维持离子源高状态所需的最小微波功率和最小气体流量, 提高气体利用率, 但会导致放电损耗增大. 研究结果有助于深化对此类离子源工作过程的认识, 为其设计和性能优化提供参考.     

电子回旋共振离子源等离子体的密度测量

 诊断电子回旋共振离子源等离子体的传统方法是采用传统的单探针无发射时测量伏安曲线,并根据曲线的拐点由理论公式计算出的等离子体密度。本文设计并研制了等离子体密度的测量装置。采用单根朗缪尔探针（该探针可以用来发射电子）测量等离子体的伏安特性。在探针有发射和无发射两种状态下测量得到两条伏安曲线,根据这两条曲线的"分叉点"得到等离子体电位,然后根据该电位直接由计算机计算出电子温度、电子密度。采用该新方法,测量得到的等离子体参量空间电位约为17 V,悬浮电位约为-5 V,电子温度约为4.4 eV,离子密度为1.10×10¹¹cm^-3,与传统方法计算出的等离子体1.12×10¹¹cm^-3相比,两者相差仅1.8％,但新方法效率和精度更高。