等离子体屏蔽效应对原子能级和振子强度的影响

利用Debye模型,研究了等离子体屏蔽效应对热等离子体中原子能级和振子强度的影响.通过在MCDF模型中引入等离子体屏蔽效应,计算了MnXXII-BrXXII等11个类Be离子在等离子体环境下2s²—［2s_1/2,2p_1/2］₁和2s²—［2s_1/2,2p_3/2］₁跃迁的能级和振子强度.计算结果表明,等离子体屏蔽效应使得类Be离子2s²—［2s_1/2,2p_1/2］₁跃迁的激发能量增大,从而导致谱线蓝移现象;并且随着屏蔽效应的不断增强,蓝移的程度会逐渐加大.屏蔽效应对于2s²—［2s_1/2,2p_3/2］₁跃迁的振子强度也有类似的影响. 关键词： Debye 等离子体屏蔽 跃迁能级 振子强度     

W65+—W71+离子2s1/2—2p3/2电子碰撞激发过程及相应辐射跃迁谱线极化度的理论研究

利用基于多组态Dirac-Fock理论方法的原子结构及性质计算程序GRASP92,详细研究了类氟W⁶⁵⁺到类锂W⁷¹⁺离子的2p_38/2—2s_1/2跃迁性质.计算结果与Podpaly等[Phys.Rev.A 80 052504（2009）]的实验结果符合得非常好.在此基础上,利用全相对论扭曲波方法研究了2s_1/2—2p_1/2的电子碰撞激发总截面和磁子能级碰撞激发截面以及部分谱线的线性极化度,分析了电子碰撞激发截面和谱线线性极化度随碰撞能量的变化规律.     

Cd+离子5s2S1/2→5p2P3/2电子碰撞激发截面和退激辐射光子极化度的理论研究

本文采用全相对论扭曲波方法计算了Cd⁺离子5s²S_1/2 → 5p²P_3/2电子碰撞激发总截面、磁能级的激发截面以及退激辐射光子极化度. 详细讨论了电子关联效应对激发截面以及退激辐射光子极化度的影响. 我们发现, 在低能碰撞部分(<10 eV), Core-价关联对电子碰撞激发截面的贡献非常重要, 与不考虑Core-价关联的结果相比, Core-价关联的计算结果使得激发截面降低了1/2到2/3; 在高能碰撞部分(>80 eV), Core-价关联的贡献不是非常明显, 但与不考虑Core-价关联的结果相比, 其激发截面也降低了15%. 然而, 对于退激辐射光子极化度, Core-价关联的贡献非常小, 其影响是可以忽略的.     

重离子冷却储存环CSRm双电子复合实验研究类锂36,40Ar15+离子同位素移动

配备电子冷却装置的重离子储存环为开展高电荷态离子的双电子复合（dielectronic recombination,DR）精密谱学研究提供了绝佳的实验平台。本工作在兰州重离子加速器冷却储存环主环（HIRFL-CSRm）上开展了类锂36,40Ar15+离子的双电子复合实验,实验观测了电子-离子质心系能量范围为0~35 eV的双电子复合速率系数谱。通过外推法获得了36,40Ar15+离子2s_1/2→2p_1/2和2s_1/2→2p_3/2的跃迁能量。同时利用GRASP2K程序理论计算了36,40Ar15+离子2s_1/2→2p_1/2和2s_1/2→2p_3/2跃迁的质量移动因子和场移动因子,进而得到双电子复合谱的同位素移动值。36,40Ar15+离子2s_1/2→2p_1/2和2s_1/2→2p_3/2同位素移动分别为0.861 meV和0.868 meV。它们均小于目前CSRm上双电子复合实验的实验分辨为~10 meV,进而解释了实验测量的DR谱上未能观察到同位素移动的原因。然而,高电荷态离子的同位素移动场效应与原子序数Z5成正比,因此,在重离子加速器冷却储存环实验环（HIRFL-CSRe）以及未来大型加速器--强流重离子加速器装置（HIAF）上有望通过DR精密谱学方法研究高电荷态重离子甚至放射性离子的同位素移动,进而获得相关原子核的核电荷半径等信息。The cooler storage ring is equipped with an electron-cooler. It is an excellent experimental platform for dielectronic recombination (DR) experiment of highly-charged ions. In this paper, the dielectronic recombination experiments of lithium-like Ar15+ ions with mass number 36 and 40 are conducted at the HIRFL-CSRm(main ring of the Cooling Storage Ring of Heavy Ion Research Facility in Lanzhou). The experimental electron-ion collision energy scale is from 0 eV to 35 eV. Extrapolation method is exploited to obtain the excitation energies of transitions 2s_1/2→2p_1/2 and 2s_1/2→2p_3/2 of the 36,40Ar15+ ions from experimental data. Meanwhile, GRASP2K program is utilized to calculate the mass shift factors and field shift factors of 36,40Ar15+ ions for 2s_1/2→2p_1/2 and 2s_1/2→2p_3/2 transitions to obtain isotope shifts in DR spectra. In theoretical calculation, isotope shifts of 36,40Ar15+ ions corresponding to 2s_1/2→2p_1/2 and 2s_1/2→2p_3/2 are 0.861 meV and 0.868 meV, respectively. They are both less than the experimental precision (~10 meV) of these dielectronic recombination experiments at the CSRm, which explains that isotope shifts cannot be distinguished from the experimental dielectronic recombination spectra. However, the field shift of highly-charged ions is proportional to Z5. In the future, the dielectronic recombination experiments of highly-charged heavy ions even radioactive ions will be conducted at the HIRFL-CSRe (experimental ring of the Cooling Storage Ring of Heavy Ion Research Facility in Lanzhou) and the future large accelerator facility--HIAF(High intensity Heavy-ion Accelerator Facility) to measure isotope shifts to obtain the nuclear charge radius information.     

LaⅡ5d2 1G4→4f5d 1F3超精 细结构光谱测量

利用少有的共线快离子激光光谱学方法研究了LaⅡ的超精细结构,测量了5d² < sup>1G₄态→4f5d ¹F₃态的超精细结构光谱,分 别得出了相应的磁偶极矩和电四极矩的超精细相互作用常数. 关键词： 共线快离子束激光光谱学 超精细结构 共振激发     

常规等时性质量测量中系统性偏差的实验研究

基于重离子储存环建立的等时性质谱术(IMS)是测量远离稳定线核素质量的有效工具。但是，采用常规IMS测量缺中子一侧的核素质量时，发现T_z=-1/2和T_z=-1核素的质量测量结果在宽时域范围内存在系统性偏差。本工作利用CSRe直线段上的双飞行时间(TOF)探测器，同时测量了循环离子的周期和速度。利用这些实验信息，对常规IMS质量测量中出现的系统性偏差进行了研究。发现系统偏差是由于储存的离子动量分布不对称以及储存环能量转变参数γ_t非恒定造成的。在离线数据处理时，发现通过限制动量接收度的大小，可以消除常规IMS质量测量中的系统偏差。这一结果对采用常规IMS进行质量测量具有重要参考价值和指导意义。     

近Bohr速度129Xeq+离子入射Ta靶发射近红外光谱线

用动能一定的高电荷态¹²⁹Xe^q+(17≤q≤27)离子,分别入射洁净的Ta靶表面,测量中性化的激发态Xe原子从组态5p⁵(²P°_3/2) nl退激到组态5p⁵(²P°_3/2) ml’过程中辐射的近红外光谱线.实验结果表明:多激发态的空心原子退激发射其特征光谱线,部分典型的跃迁按照阶梯方式退激.Xe原子发射的谱线的单粒子荧光产额和激发的Ta原子发射谱线的单粒子荧光产额随入射离子电荷态的增加而增加,其增加的趋势与入射离子携带的势能随电荷态增加的趋势一致.证明在近Bohr速度的能区,经典过垒模型是成立的.     

高电荷态离子126Xeq+与Ti固体表面作用的激发光谱

报道用150keV的高电荷态离子¹²⁶Xe^q+（6≤q≤30）轰击Ti固 体表面产生2 00—1000nm波段发射光谱的实验结果.结果显示，用电荷态足够高的离子作光谱激发源，无 需很强的束流强度（nA量级），便可激发起样品表面的原子和离子在可见光波段的特征谱线 .当入射离子剥离度q>q_c≈20时，Ti原子及其离子的特征谱线强度突然显著增强 ；不 同金属靶，特征谱线突然增强的q_c值不同.理论分析表明，这与q大于此临界值 后，单电子转移释放能量激发靶材料传导电子气体的表面等离激元密切相关. 关键词： 低速高电荷态离子 特征谱线 经典过垒模型 等离激元     

π凝聚态中的弱过程对中子星振动的阻尼效应

本文主要讨论了中子星内部发生从正常中子物态到π凝聚物态相变所产生的星体振动的阻尼,由弱作用反应u(p₁)→u(p₂)+e^-+v_e和u(p₁)+e^-→u(p₂)+v_e算出振动阻尼时标,并考虑了中子星内部的热演化。 关键词：     

强电场对夸克胶子等离子体中粲夸克偶素演化的影响(英文)

在极端相对论重离子碰撞中,高速运动的重离子会产生很强的电场。在碰撞的早期电场强度大小在eE~m_π2的量级。在夸克胶子等离子体中,强电场将会对粲夸克偶素的演化产生巨大的影响。我们用含时薛定谔方程计算夸克胶子等离子体中由高速运动电荷所产生强电场对重夸克偶素演化的影响。此电场可以导致不同角动量态之间的跃迁。为了研究此效应,比较了有电场和无电场情况下J/ψ、ψ'以及χ_c的产额。计算结果表明,在碰撞早期电场会导致J/ψ解离;同时,χ_c也由电场导致的J/ψ的跃迁而产生。     

Optical detection system for laser cooling and precision laser spectroscopy of relativistic highly charged ions at the CSRe

Laser cooling and precision laser spectroscopy experiments of relativistic highly charged ions are being prepared at the heavy-ion experimental cooler storage ring (CSRe). Optical detection of fluorescence photons, emitted from the laser-excited ions, is extremely important for both powerful methods. In this paper, we briefly report on the current status of the existing optical detectors and also on their performance during laser cooling of relativistic Li-like ¹⁶O⁵⁺ ion beams at the CSRe. In addition, we introduce the designs for our new optical detection systems, which have much higher photon detection efficiencies and can cover a much broader wavelength range. These detector systems will be used for the upcoming laser spectroscopy experiment of Li-like ¹⁶O⁵⁺ ions, as well as for future laser spectroscopy experiments with other highly charged ions.     

缺中子核素101In低位同核异能态的首次观测

在兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）上,用初级束流112Sn35+轰击了靶厚约10 mm的Be靶,产生了101In的基态和低位同核异能态。这些实验产生的碎片每25 s经过放射性束流线RIBLL2的筛选后注入到实验环CSRe中,利用飞行时间探测器测量离子在CSRe中的回旋周期。在此次实验中,磁场晃动会导致离子在环内的循环周期发生改变,传统的离子鉴别方法难以完成大部分离子的鉴别。通过发展和运用单次注入离子鉴别这一新的离子鉴别方法,有效地消除了磁场晃动对于离子鉴别的影响,并清楚地将101In基态和低位同核异能态鉴别出来,从而首次在实验中观测到101In的低位同核异能态。实验得到的激发能与理论外推值在112 keV的误差范围内一致,其低位同核异能态的寿命大于200 μs。Isochronous mass spectrometry has been applied to 112Sn projectile fragments at the HIRFL-CSR facility in Lanzhou. To produce short-lived nuclei of interest, we used projectile fragmentation of 112Sn35+ primary beams in a~10 mm thick 9Be production target. The fragments were selected and analyzed by RIBLL2 and injected into the experimental storage ring(CSRe) every 25 s. To measure revolution times of stored ions,we used a Time-Of-Flight detector installed in CSRe. A new particle identification method was developed to distinguish ions on the measured revolution time spectrum for each injection. Based on this method, the shifts of the revolution time due to instable dipole magnet fields can be corrected and the ground and isomeric states of 101In have been well-resolved. The measured excitation energy is consistent with the theoretical value in the error range of 112 keV. The lifetime of the isomeric states of 101In is more than 200 μs.     

利用HIRFL-CSR开展分子离子复合离解研究的可行性分析

介绍了储存环高精度分子谱学研究的科学意义、 国内外研究现状和利用HIRFL-CSR开展该项研究的优势, 着重论证了HIRFL-CSR分子离子注入实验环的总体设计方案和技术方案。 通过在HIRFL-CSR实验环上增建一条分子离子注入线, 将实验环改造成能兼顾现有物理实验和大分子物理研究的综合性研究平台, 为分子离子复合离解研究提供良好的技术支撑。 特别是质量数大于70的分子离子, 能显著提高其能量分辨。 In the present paper, it is introduced the scientific background and the current status of the high precision spectroscopy of the molecular ions at cooler storage ring. The advantages to study the dissociative recombination(DR) processes using cooler storage ring CSRe are discussed. The physics design,the main parameters of the injection beam line and the injection of the molecular ions into the CSRe and the key techniques are described in detail. With a new injection beam line,HIRFL-CSRe will be reconstructed to a multi discipline research platform,offering good opportunities for the study of DR processes of molecular ions,especially for that of the molecular ions of m>70 amu with much improved resolution.     

全剥离离子94mRu44+的衰变研究

在兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）上,用等时性质量谱仪首次研究了百微秒量级全剥离离子94mRu44+的衰变。94mRu44+由初级束流112Sn轰击Be靶产生,经过放射性束流线RIBLL2的筛选后注入到等时性设置的实验环CSRe中,并利用安装在实验环中的飞行时间探测器测量离子在CSRe中的循环周期。94mRu44+退激引起的质量改变会带来其循环周期的变化,由此直接观测到了94mRu44+退激到基态的过程。确定了本次实验中衰变事例探测的灵敏区间,并讨论了衰变发生时刻的测量精度。同时,测量了短寿命核素94mRu44+的质量,其半衰期约为100 μs,这是目前储存环质量谱仪测量的最短寿命核素的质量。The decay of the fully stripped ion 94mRu44+ in the order of one hundred microseconds has been studied for the first time by using the Isochronous Mass Spectrometry (IMS) at the HIRFL-CSR facility in Lanzhou. 94mRu44+ was produced via projectile fragmentation of a 112Sn primary beam bombarding on a 9Be production target. After the in-flight separation with RIBLL2, the ions were injected into the experimental ring (CSRe) and then stored there. The revolution times of the stored ions were measured by a Time-of-Flight (TOF) detector. Due to the mass change of a 94mRu44+ ion caused by its de-excitation to the ground state, hence the revolution time change, the decay process of 94mRu44+ could be directly observed in the CSRe. The sensitive window for detection of the decay events and the measurement precision of the decay time have been determined in this work. At the same time, we measured the mass of short-lived 94mRu44+ with the half-life about one hundred microseconds, which is the shortest among nuclides that have been studied by using storage-ring mass-spectrometry.     

近紫外激发具有颜色可调的Er3+/Eu3+共掺BiOCl荧光粉

本文采用固相法在500℃合成了Er³⁺/Eu³⁺共掺BiOCl 荧光粉, 并通过XRD, SEM, 吸收, 激发和发射光谱研究了其结构、形貌和发光特性. XRD 和SEM结果表明在500℃下即可成功合成纯四方相片层结构的Er³⁺/Eu³⁺共掺BiOCl荧光粉. 吸收光谱表明掺杂Er³⁺/Eu³⁺离子使BiOCl形成杂质能级; 激发光谱显示该荧光粉具有来自于基质BiOCl价带(VB)到导带(CB)跃迁的优异宽带近紫外激发特性. 在380 nm近紫外光激发下, 同时获得了Er³⁺离子和Eu³⁺离子的特征发射峰, 其中发光中心位于410 nm (²H_9/2→⁴I_15/2), 525 nm (²H_11/2→⁴I_15/2), 554 nm (⁴S_3/2→⁴I_15/2), 673 nm (⁴F_9/2→⁴I_15/2)的发射峰来自于Er³⁺离子的跃迁, 而581 nm(⁵D₀→⁷F₀), 594 nm (⁵D₀→⁷F₁), 622 nm (⁵D₀→⁷F₂), 653 nm (⁵D₀→⁷F₃), 699 nm (⁵D₀→⁷F₄)的发射峰则来自于Eu³⁺离子的跃迁. 值得注意的是, 与传统Er³⁺/Eu³⁺掺杂的材料不同, 该荧光粉还具有独特高效的紫光(Er³⁺)和长波红光(Eu³⁺)发射特性, 分析表明这与BiOCl的结构有关; 并且通过改变掺杂浓度, 实现了发光颜色由黄绿光→黄光→橙红光的调节. 研究结果表明Er³⁺/Eu³⁺共掺BiOCl荧光粉有望成为一种潜在的近紫外激发白光LED荧光粉.     

在BaYF5中Eu2+和Ho3+的荧光和能量传递

在脉冲N₂分子激光激发下,研究了在BaYF,中Eu²⁺和Ho³⁺的发射光谱,激发光谱和荧光寿命,以及Ho³⁺的超灵敏跃迁(⁵I₈→⁵G₆)。在Ho³⁺发射光谱中,⁵S₂→⁵I₈跃迁占主导地位。从Eu²⁺ 关键词：     

Eu3+/Dy3+共掺Sr3Y2(BO3)4荧光粉的发光性质研究

稀土掺杂发光材料一直是科研领域研究的热点,被广泛应用于白光LED、温度传感、显示显像、新能源和激光等领域。基质的结构对于稀土离子光致发光特性有非常重要的影响,在众多发光基质材料中,硼酸盐具有透光范围宽、光学损伤阈值高、较好的热稳定性和化学稳定性等优点。碱土-稀土金属硼酸盐Sr₃Y₂(BO₃)₄具有出色的光学性能,对其发光性能的研究具有重要意义。稀土离子Eu³⁺具4f⁶电子层,是一种典型的下转换发光中心离子,常被选作红色发光材料的激活剂。Dy³⁺具4f⁹电子层,也是一种典型的下转换发光中心离子,在紫外光激发下,在蓝色光区和橙色光区有较强的荧光发射。采用高温固相法合成了Sr₃Y₂(BO₃)₄∶Eu³⁺/Dy³⁺荧光粉,通过XRD和SEM对样品的结构和形貌进行了表征,XRD结果表明,1 0...     

新型电子俘获型光存储材料Sr2SnO4:Sb3+的发光性能研究

采用高温固相法在1300℃的温度获得了一种新型电子俘获型光存储材料 Sr₂SnO₄:Sb³⁺. 结果表明: 208 nm (Sb³⁺ 的¹S₀→¹P₁)和265 nm (¹S₀→³P₁)的紫外光是Sr₂SnO₄:Sb³⁺ 的最有效信息写入光源; 其发射是覆盖400---700 nm的宽带(³P_0,1→^XXS₀), 肉眼可看到淡黄色白光, 色坐标为(0.341, 0.395). 热释光谱研究结果表明: Sr₂SnO₄:Sb³⁺ 有分别位于39℃, 124℃, 193℃和310℃的四个热释峰. 其中, 39~℃的热释峰强度很低, 因而Sr₂SnO₄:Sb³⁺ 只具有不到140 s的微弱余辉. 而310℃的高温热释峰在空置1天后, 仍能保持约45.6%的初始强度, 并对980 nm的红外光有很好的红外上转换光激励响应. 因此, Sr₂SnO₄:Sb³⁺ 是一种具有一定的信息存储应用潜力的新型光存储发光材料.     

An empirical study of the Mn partial density of states in icosahedral Al70Pd20Mn10

Using the line-shape analysis of the Mn 2p_3/23d3d Auger transitions and by observing the Mn 3p→3d transitions in electron energy-loss spectroscopy, we have studied the local density of electronic states of the crystalline cubic and the quasicrystalline icosahedral phases of Al₇₀Pd₂₀Mn₁₀. We find that, in the cubic phase the Mn 3d states coincide with the Fermi level E_F, but in the quasicrystalline state the Mn 3d band is fully occupied and shifted to lower binding energies causing a significant reduction in the density of states at E_F.