铁电介质阴极电子枪

 给出并分析了铁电介质阴极电子枪的初步数值模拟和实验结果。实验表明其发射电子密度可达110A/cm²。该种电子枪产生的电流密度大于阴极发射电子初始能量为零时的空间电荷限制电流,PIC数值模拟结果表明可以通过给发射电子赋予一定的初始能量来解释这一现象,理论分析认为铁电介质阴极发射电子具有初始能量是合理的。     

负脉冲激励下PLZST电子发射特征及发射机理研究

采用固态烧结工艺制备了位于反铁电/铁电相界附近的掺镧锆锡钛酸铅（PLZST）反铁电陶瓷样品.采用该样品作为阴极材料,研究了其在负脉冲激励电场下的电子发射行为.负脉冲激励下,0.5 mm厚PLZST反铁电陶瓷圆片发射阈值电压为500 V;当激励电压为500 V,抽取电压为3.5 kV时,得到690 A发射电流.结果表明,PLZST反铁电陶瓷发射阈值电压低,发射电流大,即使激励电场低于陶瓷的正向开关电场,仍能得到强发射电流.最后,讨论了PLZST反铁电陶瓷在负脉冲激励下电子发射内在机制. 关键词： 反铁电材料 铁电阴极 电子发射     

环形磁场金属等离子体源冷却流场的数值模拟与优化

环形磁场金属等离子体源作为一种全新的等离子体源结构,可用于产生高度离化、无大颗粒、高密度的离子束流,但传统流道结构不能保证其高效、均匀散热,大功率工作时可能引起密封胶圈的烧蚀失效,需对其冷却流场进行优化设计.利用Solidworks Flow Simulation软件对等离子体源冷却流道进行模拟,分析出入水孔分布角度、...     

金、银纳米结构中的非局域吸收特性

采用时域有限差分方法（FDTD）研究金、银纳米结构的非局域吸收。对金属材料的Drude-Lorentz模型进行离散差分,详细推导各项迭代系数。研究一维、二维、三维金、银纳米结构的吸收特性。讨论一维分层纳米薄膜吸收率与材料的关系。结果表明：非局域分层介质板仍然符合等效介质理论。在一维、二维情况下,金、银纳米结构的非局域吸收峰只与纳米尺度相关而与材料无关。三维纳米结构的非局域吸收特性不仅与纳米尺度相关还与材料特性相关。三维纳米结构尺度更小,非局域效应表现也更为明显,吸收峰的蓝移也更大。因此,三维纳米颗粒有望在纳米材料以及纳米器件的研究中发挥更大的作用。     

氘化物阴极真空弧放电光斑分布

氘化物真空弧放电在许多领域均有应用,如无损检测、石油探井、中子活化分析等。和金属阴极不同,氘化物阴极放电时会释放大量的气体分子,表现出许多不同性质。采用放大镜头和ICCD相机观察了氘化物阴极真空弧放电光斑分布。测量系统的空间分辨率约为5 μm,时间分辨率最小2 ns。放电脉冲半高全宽（FWHM）0.9 μs,弧流波形为半周期正弦波。实验结果表明,氘化物真空弧放电时,所有阴极斑聚集为一个群落,表现为一个大光斑;在液滴作用下,阴极斑群落偶尔也会分裂为两个或多个群落;光斑形状不受弧流影响,但面积和亮度会随弧流增加而增大。氘化物阴极放电斑点聚集有利于产生高密度等离子体,提高放电效率。     

圆形复合式磁控溅射阴极设计及其放电特性模拟研究

基于二维有限元算法使用COMSOL软件对圆形复合式磁控溅射阴极的磁场进行了计算,结合Matlab优化工具箱分别采用遗传算法和模拟退火算法对圆形复合式磁控溅射阴极的结构进行优化,得到靶材利用率达到最大的最优结构.对得到的最优化磁控阴极,基于自洽粒子模拟方法,使用VSim软件对不同工况下的放电特性进行了模拟.研究发现随着磁场非平衡度的增加,阴极表面电势降落最大的位置和等离子体聚集的位置,沿着阴极表面外沿不断向阴极中心移动,阴极表面磁场的强度不断减小.随着磁场非平衡度的增加,等离子体密度先增加后减小,鞘层厚度先减小后增加,等离子体的密度和鞘层厚度不仅与磁场非平衡度有关,而且与磁场强度有关.最后根据粒子模拟的结果,对复合式磁控阴极的靶材刻蚀深度进行了研究.研究发现,在优化前后靶材的刻蚀范围从60 mm扩展至整个靶面,极大地提高了靶材利用率.     

电子碰撞诱导原子从低激态向高激态弛豫

本文根据空心阴极放电中电子能量分布的物理图象,分析了原子从低激态向高激态弛豫的可能途径。建立高低激态集居数密度增量的关系。讨论高激态集居数密度增量获得可观量的条件。根据此条件分别选取钠原子的基态3s~2S_(1/2)和铜原子的亚稳态4s~2D_(3/2)为与激光共振的下能级,并激发具有较大自发发射几率的3s~2S_(1/2)→3p~2P°_(1/2)(和3p~2P°_(3/2))和4s~2D_(3/2)→4p~2P°_(1/2)跃迁,在远离上能级的高激态上观测到敏化荧光,并精确测得这些态的自发发射系数比值,而在更高激态上没有观测到敏化荧光,表明讨论中提出的条件是合理的。     

铥原子激发能级超精细结构常数的测定

用铥空心阴极灯,采用光电流光谱技术测得铥原子21条一级跃迁谱线,确定了相应跃迁上能级的超精细结构常数,其中7个能级的参数为首次发表,运用同一空心阴极灯,采用双色双光子级联共振技术,由荧光法首次测得4个第二激发能级的超精细结构常数.     

A facile method for the synthesis of large‐size Ag nanoparticles as efficient SERS substrates

Silver nanoparticles (Ag NPs) enjoy a reputation as an ultrasensitive substrate for surface‐enhanced Raman spectroscopy (SERS). However, large‐scale synthesis of Ag NPs in a controlled manner is a challenging task for a long period of time. Here, we reported a simple seed‐mediated method to synthesize Ag NPs with controllable sizes from 50 to 300 nm, which were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and UV–Vis spectroscopy. SERS spectra of Rhodamine 6G (R6G) from the as‐prepared Ag NPs substrates indicate that the enhancement capability of Ag NPs varies with different excitation wavelengths. The Ag NPs with average sizes of ~150, ~175, and ~225 nm show the highest SERS activities for 532, 633, and 785‐nm excitation, respectively. Significantly, 150‐nm Ag NPs exhibit an enhancement factor exceeding 10⁸ for pyridine (Py) molecules in electrochemical SERS (EC‐SERS) measurements. Furthermore, finite‐difference time‐domain (FDTD) calculation is employed to explain the size‐dependent SERS activity. Finally, the potential of the as‐prepared SERS substrates is demonstrated with the detection of malachite green. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.