不同磁路电子回旋共振离子源引出实验

空间推进所用的电子回旋共振离子源(ECRIS)应具有体积小、效率高的特点. 本文研究的ECRIS使用永磁体环产生磁场, 有效减小了体积, 该离子源利用微波在磁场中加热电子, 电子与中性气体发生电离碰撞产生等离子体. 磁场在微波加热电子的过程中起关键作用, 同时影响离子源内等离子体的约束和输运. 通过比较四种磁路结构离子源的离子电流引出特性来研究磁场对10 cm ECRIS性能的影响. 实验发现: 在使用氩气的条件下, 特定结构的离子源可引出160 mA的离子电流, 最高推进剂利用率达60%, 最小放电损耗为120 W·A^-1; 所有离子源均存在多个工作状态, 工作状态在微波功率、气体流量、引出电压变化时会发生突变. 离子源发生状态突变时的微波功率、气体流量的大小与离子源内磁体的位置有关. 通过比较不同离子源的引出离子束流、放电损耗、气体利用率、工作稳定性的差异, 归纳了磁场结构对此种ECRIS引出特性的影响规律, 分析了其中的机理. 实验结果表明: 保持输入微波功率、气体流量、引出电压不变时, 增大共振区的范围、减小共振区到栅极的距离, 离子源能引出更大的离子电流; 减小共振区到微波功率入口、气体入口的距离能降低维持离子源高状态所需的最小微波功率和最小气体流量, 提高气体利用率, 但会导致放电损耗增大. 研究结果有助于深化对此类离子源工作过程的认识, 为其设计和性能优化提供参考.     

甲醇在二氧化钛上的光化学性质与表面结构的相关性

通过双光子光电子的方法探测了TiO₂(011)-(2×1) 和TiO₂(110)-(1×1)表面的光催化氧化甲醇的性质. 在吸附了甲醇的二氧化钛(011)和(110)界面处探测到了一个费米能级以上2.5 eV的电子激发态,该电子激发态可作为测试二氧化钛界面还原性的探针使用. 利用此探针在甲醇/TiO₂(011)-(2×1)和甲醇/TiO₂(110)-(1×1)界面探测到了一个随光照时间的电子激发态信号变化,这一变化可以归于光催化生成的表面羟基对界面还原性的影响. 由此得出的光催化氧化甲醇的速率TiO₂(110)-(1×1)比TiO₂(011)-(2×1)快了大约11.4倍. 这可能由于表面原子结构排布的原因不同. 本工作不仅介绍了一个利用双光子光电子能谱探测到的甲醇/TiO₂界面电子结构的细节特征,还揭示了表面结构对二氧化钛光反应性质的重要影响.     

First-Principles Calculations of Atomic and Electronic Properties of T1 and In on Si（111）

The atomic and electronic structures of T1 and In on Si（111） surfaces are investigated using the firstprinciples total energy calculations. Total energy optimizations show that the energetically favored structure is 1/3 ML T1 adsorbed at the T4 sites on Si（111） surfaces. The adsorption energy difference of one T1 adatom between （√3 × √3） and （1 × 1） is less than that of each In adatom. The DOS indicates that TI 6p and Si 3p electrons play a very important role in the formation of the surface states. It is concluded that the bonding of TI adatoms on Si（111） surfaces is mainly polar covalent, which is weaker than that of In on Si（111）. So T1 atom is more easy to be migrated than In atom in the same external electric field and the structures of T1 on Si（111） is prone to switch between （√3 × √3） and （1 × 1）.     

Two-Photon Fluorescence Property and Ultrafast Dynamics of Two Dipolar Compounds with Dipicolinate as Electron Acceptor

Linear and nonlinear photophysical properties of two novel dipolar compounds named as trans- dimethyl-4-[4＇-（N,N-dimethylamino）-styry1]-pyridin-2,6-dicarboxylate （Xiao-1） and trans-dimethyl-4-[4＇-（N,N-diphenylamino）-styry1]-pyridin-2,6-dicarboxylate （Xiao-2） are investigated by steady-state absorption and fluorescence spectroscopy, Z-scan and two-photon excited fluorescence measurements. Strong two-photon fluorescence emission and the pronounced positive solvatochromism are observed from two compounds. The two-photon absorption cross section of Xiao-2 is about 1.5 times larger than that of Xiao-1. One-color and two-color femtosecond pump-probe experiments are employed to investigate the excited state dynamics of two compounds. The relaxation lifetime of the intra-molecular charge transfer state is determined to be in the hundreds of picosecond domain for both the compounds in THF, and several tens of picosecond in DMSO solutions.     

In_nAs_n(n=1～20)小团簇几何结构与电子性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,采用B3LYP下的赝势基组LanL2DZ,研究了In_nAs_n（n=1～20）团簇的基态几何结构、相对稳定性、电子性质及其振动光谱.结果表明,当n=5～11时团簇的基态构型为层状结构;当n=12～20时团簇的基态构型为笼状结构.团簇平均结合能、二阶能量差分和HOMO-LUMO能隙均在n=9,12,18出现极大值,说明In₉ As₉、In₁₂ As₁₂和In₁₈ As₉18)为幻数团簇.另外,HOMO-LUMO能隙的计算结果表明In_nAs_n（n=1～20）团簇具有宽带隙半导体特征.     

考虑晶粒尺寸效应的超薄(10–50 nm) Cu电阻率模型研究

结合Marom模型与实验数据, 给出了晶粒尺寸与金属薄膜厚度的关系式. 基于已有的理论模型, 针对厚度为10–50 nm Cu薄膜, 考虑到表面散射与晶界散射以及电阻率晶粒尺寸效应, 提出一种简化电阻率解析模型. 结果表明, 在10–20 nm薄膜厚度范围内, 考虑晶粒尺寸效应后的简化模型与现有实验数据符合得更好. 相对于Lim, Wang与Marom模型, 所提模型的相对标准差分别降低74.24%, 54.85%, 78.29%. 关键词： 表面散射 晶界散射 晶粒尺寸效应 平均自由程     

单电子在含有双能级原子的空腔中的输运行为

本文构造了一个含有双能级原子的空腔系统,用来模拟一个含有双能级量子点的微腔系统, 并研究其对电子输运行为的影响.通过对该系统输运方程的求解,给出了系统输运系数的具体表达式,然后通过调整空腔及原子的本征特性以及两者的耦合性质,研究了电子在腔体中的输运行为对腔体本征属性的依赖关系. 这些结果可以为如何操控电子在微观结构器件中的输运特性提供一定的理论支持.     

高温辐射场作用下的原子过程

等离子体中辐射能量密度与物质能量密度的比值是区分等离子体原子过程性质的重要参量. 根据这个参量, 等离子体中的原子过程可分为碰撞占优和辐射占优两种典型类型. 数值模拟发现碰撞占优和辐射占优的原子过程有不同的性质: 碰撞占优的等离子体能够很快达到LTE状态; 辐射占优等离子体的束缚电子温度、电离度和自由电子温度存在不同的弛豫时间尺度, 存在某种形式的准平衡状态.     

Cs/GaN(0001)吸附体系电子结构和光学性质研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论平面波超软赝势方法计算了 1/4ML Cs原子吸附 (2 × 2) GaN(0001) 表面的吸附能、能带结构、电子态密度、电荷布居数、功函数和光学性质. 计算发现, 1/4ML Cs 原子在 GaN(0001) 表面最稳定吸附位为 N 桥位, 吸附后表面仍呈现为金属导电特性, Cs原子吸附GaN(0001)表面后主要与表面 Ga 原子发生作用, Cs6s 态电子向最表面 Ga 原子转移, 引起表面功函数下降. 研究光学性质发现, Cs 原子吸附 GaN(0001) 表面后, 介电函数虚部、吸收谱、反射谱向低能方向移动.     

On Möbius form and Möbius isoparametric hypersurfaces

An umbilic-free hypersurface in the unit sphere is called MSbius isoparametric if it satisfies two conditions, namely, it has vanishing MSbius form and has constant MSbius principal curvatures. In this paper, under the condition of having constant MSbius principal curvatures, we show that the hypersurface is of vanishing MSbius form if and only if its MSbius form is parallel with respect to the Levi-Civita connection of its MSbius metric. Moreover, typical examples are constructed to show that the condition of having constant MSbius principal curvatures and that of having vanishing MSbius form are independent of each other.