Li-like镁等离子体X射线光谱模拟

利用碰撞辐射平衡和离化平衡下的等离子体X射线发射谱理论,对镁元素等离子体在中低电子密度、中高电子温度范围内,以碰撞激发、共振激发、离化、辐射复合和双电子复合等动力学过程为主的Mg10 、Mg9 和Mg8 三离子体系X射线谱进行了理论模拟,得到其X射线光谱,反映出X射线辐射谱波长、强度同电子温度之间的关系,得到了等离子体诊断所关心的电子温度的定性关系.     

Li-like Fe-L壳层等离子体辐射光谱模拟

利用碰撞辐射平衡和离化平衡下的等离子体X-射线发射谱理论,对铁元素L壳层等离子体,在中高能区电子温度范围内,以碰撞激发、离化、辐射复合和双电子复合等动力学过程为主的Fe24 、Fe23 和Fe22 三离子体系X射线谱进行了理论模拟,得到其X射线光谱图,反映出X射线谱辐射波长、辐射强度同电子温度、密度之间的关系,得到了等离子体诊断所关心的电子温度、密度参量的定性关系.     

Sb掺杂SrTio3透明导电薄膜的光电子能谱研究

用X射线光电子能谱和同步辐射光电子能谱研究了Sb掺杂的钙钛矿型氧化物SrTi1-xSbxO3(x=0.05,0.10,0.15,0.20)薄膜的电子结构.薄膜由紫外脉冲激光淀积在SrTiO3(001)单晶衬底上.该薄膜系列在可见光波段透明,透过率均超过90%.其导电性与掺杂浓度有关,当Sb掺杂浓度x=0.05时,薄膜显示金属型导电性.X射线光电子能谱和同步辐射光电子能谱研究结果表明,Sb掺杂在母化合物SrTiO3的禁带内引入了浅杂质能级和深杂质能级.浅杂质能级上的退局域化电子离化到导带中会产生一定的传导电 关键词： 光电子能谱 光学透过率 脉冲激光沉积薄膜     

岩盐型ZnO纳米微粒的光电子发射结构

报道了岩盐型氧化锌纳米微粒的X射线光电子发射结构,发现其中3d电子的强烈成键作用,还存在着3d-4sp杂化和离域电子弛豫态的贡献,表现出与纤锌矿型明显的差异. 关键词：     

基于X射线荧光光谱的温稠密物质离化分布实验方法研究

受温度及密度等环境效应影响,温稠密物质的电子结构发生显著变化,其理论描述非常复杂,精密实验测量亦极其困难.本文发展了基于X射线荧光光谱研究温稠密物质离化分布的实验方法,结合理论研究有助于深入理解温稠密物质的电子结构变化.在万焦耳激光装置上,设计特殊构型黑腔复合加载产生数十eV、近固体密度的稠密Ti物质,利用激光辐照V产生的热发射线泵浦Ti的荧光,并采用晶体谱仪诊断样品的X射线荧光光谱.实验中获得冷样品和加载样品的荧光光谱,观测到加载样品K_α及K_β荧光谱线相对于冷样品光谱在高能侧的显著变化,结合理论计算解释了加载样品荧光谱线的变化主要来源于其温度上升后离化分布的改变,建立了基于X射线荧光光谱的温稠密物质离化分布实验研究能力.     

无机磷光体阴极射线发光的最佳效率

电子束激发下磷光体发光的最大可能效率,首先取决于经由碰撞而产生自由电子-空穴对,或自由载流子-离化的激活剂对,或受激而未离化的激活剂原子所需的平均激发能量。我们把这种能量表达为带隙能量Eg的倍数(倍数因子记为α)。对各种磷光体所测得的α值,因基质材料及激活剂不同而分布在一宽广的范围内。在若干例子中,与半导体的自由电子-载流子倍增收集实验中所观察到的值α≈3有很大的偏离。     

高离化态类镍离子电子碰撞激发过程的相对论扭曲波理论研究

利用相对论扭曲波方法和新发展的研究电子碰撞激发过程的计算程序REIE06,系统计算了电子碰撞激发高离化态类镍Gd³⁶⁺和Rn⁵⁸⁺—U⁶⁴⁺(Z=86—92)离子从基态到4l(l=s,p,d,f)次壳层精细结构能级的碰撞强度和截面.研究了随等电子系列变化时,从基态到与X射线激光有关的3d⁹4p和3d⁹4d激发态能级的电子碰撞激发截面随Z的变化,讨论了强的组态相互作用对高离化态类镍离子截面的影响.通过对Gd³⁶⁺离子涉及X射线激光跃迁的相关能级电子碰撞激发速率系数的计算,分析了等离子体中电子温度对碰撞过程的影响.同时,目前部分计算结果与以往的理论结果进行了比较,得到了很好的一致性. 关键词： 电子碰撞激发 相对论扭曲波方法 高离化态类镍离子     

HW-MWECR-CVD法制备氢化微晶硅薄膜及其微结构研究

用热丝辅助微波电子回旋共振化学气相沉积方法制备出高晶化体积分数的氢化微晶硅(μc-Si:H)薄膜.拉曼散射和X射线衍射技术对样品的微观结构测量分析表明，当反应气体中SiH₄浓度在3.6%—50%之间大范围变化时，μc-Si:H薄膜均具有高的晶化体积分数.进一步的分析表明，在SiH₄浓度较大时制备的薄膜，其结构以非晶-微晶的过渡相为主.薄膜易于晶化或生长为过渡相的主要原因是微波电子回旋共振使SiH₄气体高度分解，等离子体高度电离. 关键词： 微波电子回旋共振化学气相沉积 氢化微晶硅薄膜 拉曼散射 X射线衍射     

双色激光共振增强的气相C_6H_6分子的光电离谱

本文给出了双色激光共振增强的气相苯的光电离谱结果。激发光子首先把分子从基态选择激发到s-1电子单态中一个确定的振动态,然后第二台激光器输出的离化光子把这个激发分子离化。实验证明离子的产额不但与中间电子能级~1B_(2u)的振动态有关,且依赖于离化激光的波长。从所得到的离子谱的结构和强度可以求得离子的电子基态~2E_(1g)的振动频率及分子参数,精度较高。自离化里德堡能级对离化截面的贡献非常显著。某些自离化共振峰可以确认为是这些里德堡态的振动能级。     

微波吸收法研究(ZnCd)S∶Cu发光材料光生载流子的衰减过程

采用微波吸收法,测量了(ZnCd)S∶Cu及ZnS∶Mn,Cu粉末材料受到超短脉冲激光激发后,其自由电子和浅束缚电子的衰减过程。发现Cd2+的浓度对导带电子和浅束缚电子的寿命影响较小,而Cu+的浓度对导带电子和浅束缚电子的寿命有明显的影响,提高激活剂掺杂浓度会使自由电子的寿命大大缩短。     

微波吸收法研究(ZnCd)S:Cu发光材料光生载流子的衰减过程

采用微波吸收法，测量了（ZnCd)S:Cu及ZnS:Mn,Cu粉末材料受到超短脉冲激光激发后，其自由电子和浅束缚电子的衰减过程，发现Cd^2 的浓度对导带电子和浅束缚电子的寿命影响较大小，而Cu^＋的浓度对导带电子和浅束缚电子的寿命有明显的影响，提高激活剂杂浓度会使自由电子的寿命大大缩短。     

镁铝类氢类氦类锂离子双电子复合速率研究

 镁铝类氢类氦类锂离子经中间双激发态进行的双电子复合过程在用双示踪元素谱线强度比研究ICF电子温度中占有很重要的地位。计算了双电子复合经不同Rydberg态跃迁通道的复合速率系数，并给出不同离化度的总的双电子复合速率系数的变化规律，比较了它们在不同电子温度和不同跃迁通道的异同，对研究X射线激光、等离子体温度诊断等诸多应用领域提供了有价值的原子数据。     

吸积盘的X射线辐射对周围星际物质的离化研究

利用辐射流体力学程序对三倍频纳秒激光与靶物质相互作用进行了模拟研究，得到了可以产生黑体辐射谱分布的激光等离子体X射线辐射靶的最佳厚度；数值模拟研究了黑体谱分布的X射线辐射场对等离子体系统平均离化度分布的影响，它有助于深入理解天体物理中吸积盘对它周围星际物质的离化影响. 关键词： 辐射流体力学 激光等离子体 X射线辐射 吸积盘 离化     

基于混合注入机制的级联尾场电子加速

激光尾场电子加速装置中,为了获得可稳定重复产生的高质量单能尾场电子,电子的可控注入是其中的关键.基于自主设计的级联加速喷气靶,研究离化注入、冲击波前沿注入等可控注入技术及其结合对尾场电子产生阈值、电子能谱及其稳定性的影响.研究结果显示,离化注入机制、冲击波前沿注入机制以及级联加速喷嘴的结合,可以使尾场电子的注入阈值大幅度降低,且电子的离化注入区域被限制于冲击波前沿处,最终大幅度降低电子束的绝对能散、提高稳定性.在最优化的条件下,可以获得最小发散角为(3.6×3.8)mrad,平均中心能量为(63.24±6.12)MeV,平均能散为(13.0±3.9)MeV、平均电量为(5.99±3.10)pC的重频单能尾场电子.     

离化态原子基态电子结构特征与轨道竞争规律

离化态原子广泛存在于等离子体物质中,其相关性质是天体物理、受控核聚变等前沿科学研究领域的重要基础.基于独立电子近似,本文系统研究了扩展周期表元素(2 Z 119)所有中性和离化态原子的基态电子结构.基于设计的原子轨道竞争图,系统总结了各周期元素轨道竞争的规律,并结合离化态原子的局域自洽势阐明了其轨道竞争(即轨道塌陷)的机制;在此基础上,说明了部分元素性质与轨道竞争的关系.利用本文研究得到的离化态原子基态电子结构,可建立更精密计算相关原子的能级结构、跃迁几率等物理量之基础,从而满足高功率自由电子激光实验分析、原子核质量精密测量等前沿研究的需求.     

金激光等离子体冕区电离态特性研究

 提出一种测量金激光等离子体电荷态分布与平均电离度的X射线光谱学诊断方法。该方法基于稳态碰撞-辐射近似,考虑电子离子直接碰撞激发与双电子复合两种激发态布居方式,建立了金M带5f-3d跃迁组辐射总强度与离子态分布的耦合方程。根据实验测量的金平面靶激光等离子体冕区辐射的5f-3d跃迁线系的强度分布,诊断得到了金激光等离子体的电荷态分布与平均电离度。此外,还分析了电子温度、电子密度以及双电子复合过程对电荷态分布及平均电离度诊断的影响,并将实验诊断结果与辐射流体力学理论模拟结果及离化平衡动力学计算结果进行了对比分析。结果表明：实验诊断结果与基于CRE近似的离化平衡动力学计算结果近似;当电子温度高于1.5 keV时,双电子复合过程对电离度的诊断结果影响较小。     

神光Ⅱ黑腔等离子体时间分辨的电子温度诊断

在神光Ⅱ强激光装置上,用条纹晶体谱仪对埋点于黑腔靶内壁上的双示踪Ti和Cr材料的激光等离子体高离化态离子发射的X射线谱线进行实验测量,获得超高时间分辨的X射线细致结构谱线。用碰撞辐射模型计算了非局域热动平衡的等离子体布居数,组态平均速率系数由一级微扰理论计算,电子波函数由Hartree-Fock Slater自洽场方法计算,给出了Ti和Cr激光等离子体在电子密度为1019~1022cm-3范围内的He-α线强比与电子温度的关系曲线。采用等电子X射线谱线法,获得了黑腔靶激光等离子体冕区的电子温度随激光脉冲加热从低温到高温、然后缓慢下降的演化过程,其峰值达到2.05 keV。     

BaIn6Y2O13∶Yb3+, Er3+的制备及上转换发光性质的研究

采用高温固相法合成了不同Yb3+和Er3+掺杂浓度的BaIn₆Y₂O₁₃上转换发光材料。XRD数据显示,所合成的BaIn₆Y₂O₁₃∶Yb3+, Er3+属于六方晶系,引入激活剂并没有改变基质的晶体结构。利用971 nm半导体激光器激发样品,测量样品在不同激发光密度下上转换发射光谱和发射光功率,计算了上转换能量效率。数据表明在激发密度不变,激活剂浓度增加时,上转换光绿红比减小;激活剂浓度不变激发光密度增加时,发射光绿红比增大。分析表明是由于Er3+之间的交叉弛豫增强导致绿红比随激活剂掺杂浓度的增加而减小;Yb3+和Er3+之间的能量传递和Er3+的激发态吸收增强导致绿红比随激发密度的增加而增大。随着激发功率增加, 在较低激发功率时, 上转换绿光发射强度与激发功率的二次方成正比; 在较高激发功率时, 上转换绿光发射强度与激发功率的一次方成正比, 与报道的结果一致。能量效率存在极大值, 分别为0.38%(Yb3+掺杂浓度3%, Er3+掺杂浓度1%)和0.06%(Yb3+掺杂浓度9%, Er3+掺杂浓度3%), 产生极值的一个原因是4I_13/2亚稳态能级寿命较长, 聚集了大量电子, 使基态电子急剧减少, 导致上转换泵浦效率降低。     

真实脉冲激光作用下的原子超阈值离化

在文献[18]的基础上进一步讨论真实脉冲激光作用下的原子超阈值离化,在考虑了初始离化时刻的影响后,结果清楚地表明,随激光脉宽减小而产生峰红移,以及同时出现的离化电子谱峰的增宽现象.     

氮等离子体枪中电子输运行为的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗模拟,对氮等离子体枪的两个环形电极间的氮气辉光放电过程中电子的输运过程进行研究.计算在不同平均电场与粒子数密度的比值(E/N)下,电子与氮分子发生不同碰撞的概率、出射电子的平均能量、方向角分布和电子的能量分布.结果表明,电子能量近似服从玻尔兹曼分布.随着E/N的升高,电子平均能量升高,发生激发、离化、电离和离化电离碰撞的概率增大;非均匀分布的电场使分子获得更高的离化率,同时显著增强出射电子的能量.模拟结果为等离子体应用设计提供了参考依据.