碱金属原子的光激发与光电离

本文研究了碱金属原子在三步激光脉冲作用下的光激发和光电离过程的动力学特性, 重点关注和比较了锂和铯原子的异同. 针对多种激发模式, 本文不但建立了其原子布居数在各个跃迁态的速率方程组, 还给出了各相关态的光激发和光电离过程的解析解. 通过精心设计并选择了特殊情况, 显著简化了解析解的数学表达式, 从而凸显和讨论了其物理内涵. 通过自行编程, 系统地计算和观察了各种激发模式对锂原子的光激发和光电离过程的可能影响, 研究和讨论了电离率随激光参数的变化规律. 在相同激发模式下, 比较和分析了采用两种不同激发路径所导致的各态原子布居率的变化, 凸显了改变原子参数所产生的作用. 探讨了锂和铯原子在类似的激发条件下在电离率方面的差别. 最后, 基于本文的研究结果, 本文指出了优化电离率的多种途径.     

钨的化学机械抛光过程中TiN-W电偶的腐蚀行为(英文)

化学机械抛光 (CMP)技术是同时利用化学和机械作用来获得固体表面亚微米尺度上平整性非常有效的方法 ,从 90年代初期起已成为制备高质量镜头和镜面及集成电路制造过程中硅片表面预处理工艺中最常用的技术之一 .钨的化学机械抛光是用钨坯获得硅片球面平整度的重要工艺 .其过程实际上是先将钨沉积到硅上已有的薄粘附层 -氮化钛上 ,然后进行化学机械抛光 .当抛光阶段接近终了时 ,氮化钛和钨表面将同时暴露在化学抛光液中形成电偶对 ,并在界面上发生腐蚀行为 ,从而影响硅片的球面平整度 ,降低半导体器件的性能与可靠性 .本文通过采用电化学直流极化技术 ,分别获得钨与氮化钛在 0 .0 1mol/LKNO3溶液中或含有三种典型的研磨剂 (H2 O2 ,KIO3,Fe(NO3) 3)溶液中的极化曲线 ,同时设计了一种特殊的电解槽以测量钨和氮化钛之间相互作用的电流 ,初步研究了 patterned硅片上钨和氮化钛界面形成电偶对时的腐蚀行为 .根据所测的钨和氮化钛电位可知 ,当钨和氮化钛表面同时暴露在抛光液中时将形成电偶对 ,氮化钛成为阴极 ,钨为阳极 ,并于界面发生电化学反应 ,表面的不均匀腐蚀将造成硅片平整度的降低 .结果表明 ,当溶液中含有H2 O2 时钨和氮化钛界面的腐蚀速度最大 ,而当溶液中含有Fe(NO3) 3时的钨和氮化钛界面则几乎不发     

微波管中离子张弛振荡的混沌现象

微波管中离子张弛振荡引起的噪声对其工作性能有很大影响，已成为微波管领域研究的焦点之一.用包络方程描述电子束特性，用离散的宏粒子模型描述离子特性，在此基础上编写了一维粒子模拟程序，对行波管与速调管模拟，得到张弛振荡的时间序列；将振荡看作是一个复杂非线性动力学系统的响应，分析了离子张弛振荡时间序列的功率谱、重构相图及Lyapunov指数，指出离子张弛振荡具有混沌性质，为研究离子张弛振荡的控制与带有离子振荡噪声信号的处理提供了参考. 关键词： 张弛振荡 粒子模拟 微波管 混沌     

离子通道摇摆电子束流激发的纵向慢波不稳定性

考虑相对论电子束入射等离子体所产生的离子通道的具体结构,利用线性电磁流体力学理论对离子通道摇摆电子束激发的纵向慢波电磁不稳定性进行研究.通过对导出的系统色散关系的数值分析,给出了系统中电磁波、空间电荷波以及两者在一定条件下互作用形成的电磁-静电混合模式的传播特性.研究发现系统在慢波区域存在电磁不稳定性,并揭示此慢波不稳定性是由电子束的betatron振荡所导致,且系统的不稳定性程度与betatron振动频率密切相关.对betatron振荡激发的慢波电磁不稳定性物理机理进行了分析,并给出了不稳定性存在的条件 关键词： 离子通道 betatron振荡 电磁不稳定性     

溶胶-凝胶法制备改性TiO2纳米薄膜及其防腐蚀性能

应用溶胶-凝胶法和浸渍提拉技术在316L不锈钢表面分别制备TiO2纳米膜和 B-Fe-Ce改性的TiO2纳米膜. 采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱法和能量分散谱(EDS)对薄膜进行表征,通过电化学阻抗谱(EIS)和动电位阳极极化曲线的测试考察薄膜的耐蚀性及对不锈钢的保护性能. 结果表明:两种纳米薄膜均含锐钛矿型的TiO2纳米颗粒,纯TiO2纳米膜与改性后的纳米膜中颗粒直径分别约为15和10 nm. TiO2/316L不锈钢和 B-Fe-Ce-TiO2/316L不锈钢膜电极浸泡在0.5 mo.lL-1 NaCl溶液后,后者的电化学反应电阻较大,动电位阳极极化曲线的稳定钝化区较宽,击穿电位更高,说明改性的纳米膜的耐蚀性及其保护性能更好.     

托卡马克装置中高能离子的直接损失

通过严格求解导心坐标系下的哈密顿方程,提出了托卡马克装置中离子的真实轨道理论,并利用此理论对国际热核聚变实验堆(ITER)中α离子的真实轨道进行了数值模拟研究,获得了驻点轨道和近期理论预言的半俘获轨道.根据此真实轨道理论计算了ITER中α离子的直接损失率.结果发现,与所提出的真实轨道理论相比,以前的回旋平均理论大幅度低估了α离子的直接损失率,两种理论的损失率差值可达14%,对此差异进行了详细的分析并给出了物理上的解释.     

Developments of High-Efficiency Flexible Cu（In,Ga）Se2 Thin Film Solar Cells on a Polyimide Sheet by Sodium Incorporation

We present the fabrication of flexible Cu（In,Ga）Se2 （CIGS） solar cells on a polyimide （PI） sheet with and without Na incorporation. A sodium element is incorporated into the CIGS absorber by using a NaF precursor after Mo back contact deposition. X-ray diffraction patterns show that the （112） preferred orientation of the as-grown GIGS films is decreased by Na incorporation. The secondary phase of （Inx,Gal-x）zSe3 is observed for the CIGS films with Na. There is no significant difference in the grain size with and without Na incorporation from surface and cross-sectional SEM images. Additionally, the increase of carrier concentration and decrease of resistivity of CIGS absorber are induced by Na doping. Finally, the flexible CIGS solar cells on PI sheets with efficiency close to 11%, containing Na, are achieved. The improvement of cell efficiency can be attributed to the modified electrical properties of the CIGS film by Na incorporation.     

Simulation of large-scale fast neutron liquid scintillation detector

Neutron background measurement is always very important for dark matter detection due to almost the same effect for the recoiled nucleus scattered off by the incident neutron and dark matter particle. For deep under-ground experiments, the flux of neutron background is so low that large-scale detection is usually necessary. In this paper, by using Geant4, the relationship between detection efficiency and volume is investigated, meanwhile, two geometrical schemes for this detection including a single large-sized detector and arrayed multi-detector are compared under the condition of the same volume. The geometrical parameters of detectors are filtrated and detection efficiencies obtained under the similar background condition of China Jingping Underground Laboratory (CJPL). The results show that for a large-scale Gd-doped liquid scintillation detector, the detection efficiency increases with the size of detector at the beginning and then trends toward a constant. Under the condition of the same length and cross section, the arrayed multi-detector has almost similar detection performance as the single large-sized detector, while too much detector number could cause degeneration of detection performance. Considering engineering factors, such as testing, assembling and production, the 4 × 4 arrayed detector scheme is flexible and more suitable. Furthermore, the conditions for using fast and slow signal coincidence detection and the detectable lower limit of neutron energy are evaluated by simulating the light process.     

Yb原子|m|=0,1里德伯态能级Stark结构

用两步激发和光电离方法,在0-1500V/cm电场范围内,测定了Yb原子n=17至n=20附近.m=0和|m|=1的Stark光谱.采用数值积分方法对实验研究范围内的Stark能级结构作了计算,理论与实验结果基本符合.讨论了电场中能级的抗交叉行为及其与量子亏损的关系,并对m=0和|m|=1两种Stark能级结构的特点作了比较. 关键词：     

束-离子通道电磁模式的边界效应分析

考虑束-离子通道边界上等离子体电子可能发生的扰动，导出了TM模本征方程的理论式.通过对理论结果的数值模拟计算，在阶跃边界情况下将束-离子通道与一般介质波导的电磁关系进行了比较，发现束-离子通道可以通过改变等离子体频率来控制其工作模式.分析对照扰动电荷边界与阶跃边界对束-离子通道电磁模式的影响，观察到在扰动电荷边界情况下，束-离子通道在低频区域(ω＜ω_p,ω_p为等离子体频率)内截止频率显著提高，并在高频区域(ω>ω_p)内出现了新的电磁模式.研究结果对离子通道激光(ICL)和离子通道电子回旋脉塞(ICECM)的设计提供重要的理论依据. 关键词： 束-离子通道 阶跃边界 扰动电荷边界 电磁模式