320KV-ECR离子源表面物理实验终端

建成了兰州重离子加速器国家实验室320KV—ECR离子源表面物理实验终端，阐述了该实验终端的关键技术参数，描述了即将开展的高电荷态离子与表面相互作用的物理研究工作及其研究意义．     

兰州重离子加速器的大面积电离室实验终端

本文叙述了与兰州重离子加速器配套建造的物理实验终端之一——大面积电离室实验终端的一般概貌.介绍该实验终端的基本结构及所配置的探测器系统.并给出若干探测器测试性能的结果.最后还简介了目前在该实验终端上正在开展的中能重离子区域反应机制研究的课题.     

高电荷态离子与SiO2表面相互作用的研究

高电荷态离子(Pbq ,Arq )由兰州近代物理研究所的ECR实验平台所产生,轰击非晶态SiO2表面.用微通道板测量溅射粒子产额的角分布.用公式拟合实验溅射角分布得到了较好的结果,并给出了初步的理论解释.由此得出了高电荷态离子与SiO2表面作用的微分溅射截面.实验结果表明高电荷态离子能够增加动能溅射;同时高电荷态离子入射能够引起势能溅射.在大角度入射时,溅射产额主要是由碰撞引起的;在小角入射时势能溅射所占比重会增大.     

用集团运动的观点来研究回流离子问题

建立在单粒子运动学基础上的回流离子理论预测: 强流电子束轰击在 辐射转换靶上可能产生正离子. 这些离子在电子束空间电荷场作用下 回流, 会造成电子束过聚焦, 改变焦斑大小, 从而影响X光机的照相分辨率. 然而大量的实验没有发现相关的现象. 本文分析认为, 电子束 打靶时, 在靶表面可能会形成离子鞘层过渡区. 该区域可以抵消束流空间 电荷场对回流离子的驱动作用, 因此, 回流离子可能以等离子体集团扩散的 方式运动. 这种物理图像得到的结论是离子对聚焦的影响可忽略, 和已有的 实验结果相吻合.     

高电离态离子与表面相互作用的研究

简要描述了慢速(v＜vBohr)高电荷态离子与表面相互作用过程中的电子、光子发射过程.介绍了用于高电荷态离子与表面作用实验研究的目前兰州近物所的实验装置和取得的一些初步实验结果.     

第一性原理研究四元Heusler合金TiZrCoIn (100) 的表面结构、磁性及自旋极化率

本文利用第一性原理计算方法,对具有半金属性的四元Heusler合金TiZrCoIn两个不同终端表面效应进行了理论研究,主要针对表面效应对其结构、磁性、电子结构、自旋极化率及半金属性的影响来展开调研,以便寻求适合于隧道结的表面材料,为后续相关理论研究及实验提供一定参考。研究结果显示,两终端表面不同原子分别发生了不同程度的伸缩,同层原子发生错位,致使表面原子间距改变,进而改变它们之间的杂化作用,同时也影响着原子的磁矩。另外通过分析其态密度,发现TiCo-(100)和ZrIn-(100)两个终端表面由于受到表面效应的影响,其电子结构发生了很大的改变。块体TiZrCoIn原有的宽带隙和半金属性被表面态所破坏,但仍然保留着很高的自旋极化率,尤其是ZrIn-(100)终端表面,其费米面处呈现几乎100%的自旋极化率。     

仿生表面湿空气冷凝析水实验

实验研究了仿生表面与其它四种对比表面上湿空气冷凝析水过程演变.实验中,采用显微CCD动态观察了各表面上冷凝析水过程宏微观演变,分析探讨了各现象物理机制,定量测量了各不同表面的凝集水量,发现仿生表面集水量多于其它四种对比表面.     

高电荷态离子40Arq+与Si表面作用中的电子发射产额

报道了在兰州重离子加速器国家实验室电子回旋共振离子源原子物理实验平台上，用高电荷态⁴⁰Ar^q+(1≤q≤12)离子作用于半导体Si固体表面时的电子发射产额实验测量.实验中，通过改变炮弹离子的电荷态和引出电压选取其不同的势能和动能，系统地研究了入射离子势能沉积和与其在固体中的电子能损对表面电子发射产额的贡献.结果表明，作为引起表面电子发射的两个主要因素，单离子的电子发射产额与炮弹离子在固体表面的势能沉积和电子能损都有近似的正比关系.     

电子束离子阱光谱标定和Ar13+离子M1跃迁波长精密测量

高电荷态离子精细结构跃迁波长的精密测量不仅可以检验量子电动力学(quantum electrodynamics,QED)效应、电子关联效应等基本物理模型,还能够为天体物理、聚变等离子体物理甚至高电荷态离子光钟等研究提供关键原子物理数据.本工作基于复旦大学现代物理研究所的高温超导电子束离子阱(SHHtscEBIT)装置,搭建了一套新的光谱校刻系统,并结合内校刻与外校刻的方法对其光谱波长测量的不确定度进行了评估,新的光谱校刻系统在可见光波段引起的波长不确定度最低达到0.002 nm.在此基础上,使用SH-HtscEBIT装置结合新的校刻系统开展了Ar1³⁺离子1s²2s²2p²P_1/2—²P_3/2磁偶极跃迁(M1)波长的精密测量,实验测得该跃迁波长为(441.2567±0.0026) nm,是目前SH-HtscEBIT上测量精度最高的实验结果,为下一步开展高电荷态离子超精细分裂和同位素位移等精密测量实验奠定了基础.     

氢、氧终端掺硼金刚石薄膜的电子结构

利用氢微波等离子体溅射和浓酸中沸煮方法分别制备了氢、氧终端掺硼金刚石薄膜.借助X射线光电子能谱及接触角检测对两种终端薄膜表面进行了分析,通过扫描探针显微镜研究了针尖和样品间的扫描隧道谱.结果表明,氢终端掺硼金刚石表面能带向上弯曲,在高于价带顶位置存在浅受主能级;氧终端表面能带向下弯曲,带隙较宽,带隙中不存在表面态.对两种终端金刚石薄膜的导电机理进行了讨论. 关键词： 氢终端 氧终端 掺硼金刚石薄膜 电子结构     

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⁺.     

新型激光装置前端系统激光时间脉冲整形技术

对惯性约束聚变实验而言,激光时间脉冲整形具有非常重要的意义。随着惯性约束聚变技术的不断发展,对终端脉冲的时间填充因子的要求越来越高,直接导致了对前端系统时间脉冲整形技术的要求也越来越高。为了满足惯性约束聚变实验对前端时间脉冲整形技术的要求,自行设计了“刀口器”装置。利用这一装置,并结合改进的时空变换脉冲整形技术,在“神光—Ⅱ”的升级装置上,实现了大功率激光装置上的激光时间脉冲整形,在终端得到了脉宽1．16ns、上升沿337ps、下降沿360ps、时间填充因子为81．2％的方波激光脉冲,满足了物理实验对前端系统激光时间脉冲整形的要求。同时,提出了进一步改进的措施,以满足今后物理实验的更高要求。     

用于高电荷态离子与表面相互作用研究的原子物理实验平台

在重离子加速器国家实验室ECR离子源上,成功组建了用于高电荷态离子与表面相互作用研究的原子物理实验平台;利用该实验平台,研究了用不同电荷态和不同速度的高电荷态离子与不同表面相互作用的可见光和X射线发射的情况,同时还研究了高电荷态Xe离子轰击晶体材料所引起的材料性质和表面结构变化的情况.     

氢、氧终端掺硼金刚石薄膜的电子结构

利用氢微波等离子体溅射和浓酸中沸煮方法分别制备了氢、氧终端掺硼金刚石薄膜.借助X射线光电子能谱及接触角检测对两种终端薄膜表面进行了分析，通过扫描探针显微镜研究了针尖和样品间的扫描隧道谱.结果表明，氢终端掺硼金刚石表面能带向上弯曲，在高于价带顶位置存在浅受主能级；氧终端表面能带向下弯曲，带隙较宽，带隙中不存在表面态.对两种终端金刚石薄膜的导电机理进行了讨论.     

电子束离子阱中高价态离子演化过程的数值模拟

讨论了电子束离子阱(EBIT)中决定高价态离子演化过程的主要物理机制.对EBIT中高价态离 子的演化过程进行了详细的数值计算并与实验进行了比较.讨论了EBIT各种不同的运行参数 对平衡时高价态离子相对丰度和温度的影响. 关键词： 电子束离子阱 高价态离子 数值模拟     

用表面磁光克尔效应实验系统测量铁磁性薄膜的磁滞回线

用自制的表面磁光克尔效应实验系统开发了研究性近代物理实验,测出铁磁性薄膜的磁滞回线,并求得克尔旋转角和克尔椭偏率.     

HIRFL新的束流分配系统

随着CSR的建成和兰州重粒子加速系统(HIRFL)实现质子加速,HIRFL现有的束流传输系统已不能满足越来越多的物理实验对供束时间的要求,为此,对原有的HIRFL的束流输运系统进行了分时供束改造,新的束流分配系统可以在给CSR供束和不供束两种情况下,同时使用SFC和SSC的束流在多个实验终端进行物理实验,介绍了新设计的HIRFL束流分配系统的布局和束流光学计算结果.     

高电荷态离子207Pb36+与金属Nb表面作用产生的二次离子产额

本文报道了利用兰州重离子加速器国家实验室的ECR离子源引出的高电荷态离子207Pb36 入射到金属Nb表面产生的二次离子的实验测量结果.实验发现,二次离子产额Y随入射初动能Ek的增加有先增加后减小的关系,在初动能为576 keV时二次离子产额达到最大.通过对实验点做高斯拟合发现,曲线峰值对应的入射初动能为602 keV.分析表明,这是势能沉积作用与线性级联碰撞过程协同作用的结果.高电荷态离子本身携带的高势能沉积在靶表面引起势能溅射,促进了二次离子的发射;而主导二次离子溅射的过程是动能溅射,它与靶表面的动量沉积(核能损)过程密切相关.     

HIRFL-CSRm内靶实验终端CsI(Tl)电磁量能器性能模拟

基于GEANT4模拟了HIRFL-CSRm内靶实验终端的CsI(Tl)电磁量能器系统, 给出了CsI电磁量能器的最佳设计参数及可能达到的性能. 结果表明, 设计的CsI(Tl)电磁量能器系统能够满足所研究的物理要求.     

半圆形容器等离子体源离子注入过程中离子动力学的两维PIC计算机模拟

利用两维particle-in-cell方法研究了半圆形容器表面等离子体源离子注入过程中鞘层的时空演化规律. 详尽考察了鞘层内随时间变化的电势分布和离子密度分布规律,离子在鞘层中的运动轨迹和运动状态,得到了半圆容器内、外表面和边缘平面上各点离子注入剂量分布规律,获得了工件表面各点注入离子的入射角分布规律. 研究结果揭示了半圆容器边缘附近鞘层中离子聚焦现象,以及离子聚焦现象导致工件表面注入剂量分布和注入角度分布存在很大不均匀的基本物理规律. 关键词： 等离子体源离子注入 鞘层 两维particle-in-cell方法 离子运动轨迹