CF4气体ICP等离子体中的双温电子特性

使用朗谬尔探针方法研究了低压CF4气体感应耦合等离子体（ICP）的放电特性.结果表明 ，CF4等离子体的电子呈现双温分布：一类是密度低、能量高的快电子，另一类是密度高 、能量低的慢电子.快电子温度The、慢电子温度Tce以及它们的平均 电子温度Te随射频输入功率的增加而下降；而它们的密度nhe，nce和ne随功率的增加而上升.从电子与气体粒子碰撞能量平衡的角度解释了双温电子特性与射频输入功率之间的关系. 关键词： 感应耦合等离子体 CF4气体 朗谬尔探针 电子温度     

多光子非线性Compton散射的能量转换

研究了多光子非线性Compton散射中电子与光子的能量转换及其转换效率.结果表明:散射光子频率随电子吸收光子数n的增大而增大,随碰撞非弹性成分ξ的增大而迅速减小.在超强激光场中,当极端相对论性电子与光子发生多光子非线性Compton散射且被光场俘获时,能量转换效率趋于无限大,即电子可以从超强激光场中获得巨大的加速能量.用高速电子束入射并与光子发生多光子非线性Compton散射,是提高非线性Compton散射能量转换效率的重要途径.     

入射电子被中性原子散射过程中的库仑波描述

在前期工作的基础上,给出了有效电荷Zeff的解析形式.研究发现:有效电荷Zeff与入射电子的能量和散射角有关.我们早期工作的一个重要缺陷是:对于初、末通道,分别使用了解析的平面波和库仑波,而现有的波函数与早期工作之间的一个重要差别在于:在初通道,现有的波函数包含有入射电子与中性原子之间的短程相互作用效应,而早期文章则没有这种效应.这里使用的末态波函数与以前是相同的.当入射电子处在有效电荷库仑场的情形下,我们计算了电子入射离化氦原子的三重微分截面,并发现现有的理论计算与实验结果很好的一致.     

二氟甲烷分子3a1和2b2轨道的电子动量谱

借助电子动量谱学结合量子化学理论和其他方法可以给出轨道电子在整个空间的分布信息,由此给出电子运动的完备描述[1,2 ] .清华大学电子动量谱学实验室近几年已成功地对甲烷[3] 、异丁烷[4 ] 、环戊烷[5] 、二乙酰等[6 ] 分子的轨道电子动量分布进行了测量.我们利用第二代电子动量谱仪首次对CH2 F2 分子3a1和2b2 轨道的电子动量谱进行测量,并与理论计算结果作了比较.同时还计算了坐标空间和动量空间中电子在x - y平面的密度分布.电子动量谱学最基本的过程是(e ,2e)反应,即电子与靶粒子碰撞而发生的电离过程.而对于(e ,2e)反应,含有大量信…     

InAlN/GaN异质结二维电子气波函数的变分法研究

使用变分法推导了InAlN/GaN异质结二维电子气波函数和基态能级的解析表达式,并讨论了InAlN/GaN异质结结构参数对二维电子气电学特性的影响.在假设二维电子气来源于表面态的前提下,使用了一个包含两个变分参数的尝试波函数推导电子总能量期望值,并通过寻找能量期望极小值确定变分参数.计算结果显示,二维电子气面密度随InAlN厚度的增大而增大,且理论结果与实验结果一致.二维电子气面密度增大抬高了基态能级与费米能级,并保持二者之差增大以容纳更多电子.InAlN/GaN界面处的极化强度失配随着In组分增大而减弱,二维电子气面密度随之减小,并导致基态能级与费米能级减小.所建立的模型能够解释InAlN/GaN异质结二维电子气的部分电学行为,并为电子输运与光学跃迁的研究提供了解析表达式.     

电子传输材料1,3,4-恶二唑衍生物和1,2,4-三唑衍生物的DFT研究

采用密度泛函理论B3LYP方法,对1,3,4噁二唑衍生物和1,2,4三唑衍生物两类电子传输材料在中性、阴离子态和阳离子态下分别进行几何结构优化计算.结果表明,1,3,4噁二唑衍生物的电子传输过程主要是分子内噁二唑上的N→O电子转移,1,2,4三唑衍生物的电子传输过程主要是分子内三唑上N(双键)→N(单键)以及三唑环向与N相连的苯环电子转移.当其苯环上3位被拉电子基团取代后,其电子传输性能提高;而被给电子基团取代后,电子传输性能降低.     

栅网与偏压对CHF3电子回旋共振放电等离子体特性的影响

研究了电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积系统中栅网的增加和栅网上施加+60V和-60V偏压对CHF3放电等离子体特性的影响.发现在低微波功率下栅网与偏压对等离子体中基团分布的影响较大,而高微波功率下的影响逐渐减小.这是由于低微波功率下等离子体中电子温度较低,基团的分布同时受栅网鞘电场和电子碰撞分解的共同作用;而高微波功率下电子温度较高,栅网鞘电场的作用减弱,基团分布主要取决于电子碰撞分解作用.     

电子在线极化相对论强度驻波场中的散射研究

研究了线极化相对论激光驻波场中的电子运动,分析了偏振面内入射的电子在激光驻波场中的散射与电子初始位置、能量以及激光强度的关系.结果表明,电子在驻波场中的散射情况与电子对激光的相对能量γ₀/a₀密切相关.对于同样的激光强度,电子初始能量存在一个能够发生前向或背向散射的临界值.光强越大,电子发生前向散射的初始能量临界值越大.用电子相对能量来衡量,这个临界值大约在1.0一1.25范围内.当相对能量超过该值,电子运动会从背向变为前向散射.电子在驻波场中的振荡中心和有质动力逆转效应的存在也是有条件的,二者只有电子相对能量γ₀/a₀在一定取值范围内才可能存在.相对能量越小,电子能发生前向散射的入射驻波面越小,而低能电子更倾向于从波节透过.在偏振面内入射的电子在高强度驻波场中会发生非弹性散射,电子与场会发生高能量交换.     

强激光与细锥靶相互作用产生强流高能电子束的研究

本文提出采用了强激光与细锥形靶作用, 产生大量定向高能电子, 用于快点火激光聚变方案研究. 通过PIC 模拟, 研究了细锥靶和激光脉冲的各项参数, 对产生高能电子的影响. 模拟发现, 细锥靶开口10° 时能够产生较多的高能电子, 当开口角度逐渐增大时, 高能电子的能量和数目都有一定程度下降. 若为细锥靶加上预等离子体, 产生的高能电子的数目将大大提高, 而最高的电子能量将会下降. 中等能量的电子加速主要由于激光有质动力加速, 而高能量的电子加速主要由于电子感应加速. 随着激光脉宽的增加, 高能电子的数量直线上升. 关键词： 细锥形靶 电子加速 感应共振加速     

在Laser光中原子能级的移动

原子能级的移动是由于真空场(即虚光子)与电子的相互作用所引起的,而Laser光(即实光子)与电子的相互作用是否也同样可以引起能级的移动呢?这就是我们所要分析的问题。 虚光子与电子的相互作用是通过电子由初态e放出一个虚光子hv到达中间状态e′+hv,然后又吸收这个光子回到初态e来实现,这是H.A.Bethe计算能级移动所采用     

脉冲射频容性耦合氩等离子体的发射探针诊断

利用工作在浮点模式下的发射探针,对500 Hz脉冲调制的27.12 MHz容性耦合氩气等离子体的空间电位和电子温度的时变特性进行了诊断.等离子体空间电位是通过测量强热状态下的发射探针电位获得的,而电子温度则是由发射探针在冷、热状态下的电位差来估算得到.测量结果表明:脉冲开启时,空间电位会快速上升并在300μs内趋于饱和;当脉冲关断后,空间电位经历了快速下降后趋于稳定的过程.电子温度在脉冲开启时存在过冲并趋于稳定的特征;而在脉冲关断期间,电子温度在300μs内则快速下降到0.45 e V后略有上升.无论在脉冲开启或关断期间,空间电位基本上都随功率和气压的变化存在有线性的依赖关系;而放电功率对脉冲开启期间过冲电子温度与稳态电子温度差异的影响较大.针对空间电位和电子温度在各阶段及不同放电条件下的时变特性,给出了相应的解释.     

介质窗横向电磁场分布下的次级电子倍增效应

本文利用自编P3D3V PIC程序, 数值研究了BJ32矩波导传输TE₁₀模式高功率微波在介质窗内、 外表面引发的次级电子倍增过程, 给出了次级电子3维空间位置分布特征、介质窗表面法向静电场分布规律以及电子数密度分布特性. 模拟结果表明: 对于介质窗内侧, 微波强场区域率先进入次级电子倍增过程; 而对于介质窗外侧, 则是微波弱场区域优先进入次级电子倍增过程. 形成机理可以解释为: 微波坡印廷矢量方向与介质窗外表面法向相同而与内表面法向相反, 内侧漂移运动导致强场区域电子易于被推回表面, 有利于次级电子倍增优先形成; 外侧漂移运动导致强场区域电子易于被推离表面, 不利于次级电子倍增形成. 准3维模型相对1维模型: 介质窗内侧次级电子倍增过程中, 次级电子倍增进入饱和时间长、饱和次级电子数目少、平均电子能量高、 入射微波功率低、沉积功率低; 介质窗外侧次级电子倍增过程中, 次级电子倍增进入饱和时间短、饱和次级电子数目少、平均电子能量低、 入射微波功率低、沉积功率低. 沉积功率与入射微波功率比值与微波模式、强度及介质窗内外侧表面关系不大, 准3维和1维模型计算结果均在1%–2%左右水平. 关键词： 高功率微波 介质表面次级电子倍增 粒子模拟 横向电磁场分布     

电子是圆的吗？

 许多人想象认为,电子是圆形球对称的自旋的点粒子。然而,假如电子具有偶极矩,这将打破通常的图像,圆形将被拉长而变成椭圆形。现在,英国伦敦帝国大学的J.J.哈德孙(J. J. Hudson)与他的同事一起,利用超冷的氟化钇分子设置了电子的电偶极矩(edm)的最低值。分子的edm 值反映了非成对的电子的可能的偶极矩。     

沿面闪络流体模型电离参数粒子模拟确定方法

介绍了粒子模拟确定高功率微波介质沿面闪络击穿流体模型相关电离参数的方法.对粒子模拟方法 (包括带电粒子动力学方程、次级电子发射以及蒙特卡罗碰撞模型)和流体整体模型方法 (包括连续性方程和能量守恒方程)做了简介.基于自编的1D3V粒子模拟-蒙特卡罗碰撞程序给出了在高(低)气压、不同气体种类以及不同微波场强和微波频率下流体模型电离参数的粒子模拟结果,包括电离频率、击穿时间、平均电子能量、电子能量分布函数类型.研究结果表明:平均电子能量与电子能量分布函数类型关系不大;中低气压下,电子能量接近Maxwell分布,电子能量分布函数类型对电离参数几乎没有影响;中高气压下,电子能量分布函数类型对电离参数有重要影响,其依赖系数X趋于高阶形式.不同气体的电子能量分布函数类型不同,需要利用粒子模拟对电子能量分布函数类型进行标定.同时,电子能量分布函数依赖系数与微波场强和频率也有关系,其随微波场强增加而增大,随微波频率增加而减小.在给定考察范围(微波场强在7 MV/m以下,微波频率在40 GHz以内),中低气压下,平均电子能量随微波场强增加而迅速增大,电离频率随微波场强增加先增大后降低,平均电子能量随微波频率增加而降低,电离频率随微波频率增加先增加后降低;高气压下,平均电子能量随微波场强增加而缓慢增大,电离频率随微波场强增加而增大,微波频率对平均电子能量和电离频率影响不大.     

表面势垒对梯度掺杂GaN光电阴极电子逸出几率的影响

研究表面势垒对梯度掺杂GaN光电阴极电子逸出几率的影响.计算梯度掺杂透射式GaN光电阴极的电子能量分布及逸出几率,结果显示梯度掺杂与均匀掺杂相比,可以获得更大的电子逸出几率;I势垒对电子逸出几率的影响显著,而Ⅱ势垒影响较小.利用GaN光电阴极多信息量测试系统,测试两种GaN阴极样品的光电流.实验结果表明,梯度掺杂GaN样品比均匀掺杂电子逸出几率更大;单独进行Cs激活形成的I势垒对电子逸出几率有显著影响,而Cs/O共同激活形成的Ⅱ势垒对其影响较小.     

Bi2O3-Li2O玻璃的热致变色研究

发现氧化铋和氧化锂所形成的玻璃有着明显的热致变色现象.温度系数随氧化铋含量的增加而上升,反映了热致变色现象主要来源于氧化铋.这种热致变色现象与半导体同样,来源于玻璃中的电子声子相互作用而产生的随温度变化的光学能隙.氧化铋重金属氧化物玻璃中高电子密度和低声子能量的化学键是产生强电子声子相互作用的主要原因 关键词： 玻璃 热致变色 电子-声子相互作用     

强激光辐照对3C-SiC晶体结构稳定性的影响

使用基于密度泛函微扰理论的线性响应方法, 模拟研究了强激光辐照对闪锌矿结构的碳化硅晶体结构稳定性的影响. 通过计算在不同电子温度下3C-SiC晶体的声子色散曲线, 发现3C-SiC的横声学声子频率随电子温度的升高会出现虚频, 其临界电子温度是3.395 eV. 结果表明, 在强激光辐照下3C-SiC 晶体变得不稳定, 这与以前对金刚石结构的碳、硅和闪锌矿结构的砷化镓、锑化铟的研究结果非常类似. 电子温度在0–4.50 eV 范围内时, 3C-SiC晶体在Γ 点的LO-TO分裂度随电子温度的升高而增大, 超过4.50 eV后随电子温度的升高而减小. 这表明只有在足够强的激光辐照下, 电子激发才会削弱晶体的离子性强度.     

Franck-Hertz实验的统计模拟

传统上,Franck-Hertz实验曲线的振荡特征被解释成电子与原子碰撞时能量量子化转移的证据,峰间距被解释成原子的激发能.实际上,电子对原子有各种激发,电子有各种能量损失,而栅极G2对电子的直接吸收严重影响曲线形状,板极电流是单位时间内所接收的电子数的反映.对汞管的模拟计算表明,若赋予栅极G2对电子直接吸收概率,将电子对原子的激发也用概率来描写,绕过电子与原子的碰撞以及电子与电极相互作用的细节,用统计方法可以成功地导出汞管的F-H实验曲线,并能反映实验的主要特征.     

Na||Sb-Pb-Sn液态金属电池电极的价电子结构与热-电性能计算

应用固体与分子经验电子理论系统地研究液态金属池Na||Sb-Pb-Sn电极的价电子结构与热、电性能.研究结果表明:电极合金的价电子结构与其性能密切关联.阴极合金Na_1–xIA_x (IA=K, Rb, Cs)的晶格电子随着掺杂量的增加而减少,诱发合金的熔点、结合能随掺杂量的增加而降低. Na离子输运到阳极,与阳极Sb-Sn-Pb形成产物NaSb_3, NaSn, Na₁₅Sn_4, NaPb.其理论熔点与实验相符. NaSb_3的平均晶格电子数最少,开路电压最高.研究表明:对于Na||Sb-Pb-Sn液态金属电池体系而言,晶格电子扮演重要的角色,可以调控电极的热、电性能.     

C60与某些萘胺衍生物光诱导电子转移反应的ESR研究

在运用ESR方法对C₆₀与一系列萘胺化合物的光诱导电子转移反应过程的研究中发现,对于不同萘胺衍生物,其反应性随化合物分子结构的变化而改变.由于空间位阻作用和氮原子上的孤对电子与芳环的共轭作用,使得萘胺比脂肪胺较难给出电子,而连接两个芳基的N-苯基取代萘胺则更难给出电子.