【摘要】：本論文主要包含兩部分:中能正離子在微孔膜中輸運(yùn)過程的研究和低能負(fù)離子在錐形玻璃管中輸運(yùn)過程的研究。1.為了得到中能區(qū)離子在絕緣微孔膜中導(dǎo)向和散射之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,我們測(cè)量了30keV的H~+入射傾斜角度為-1°和-2°的PC微孔膜的二維譜圖、角度分布圖、電荷態(tài)分布以及相對(duì)穿透率隨時(shí)間的演化,發(fā)現(xiàn)對(duì)于30keV的H~+入射傾斜角度為-1°和-2°的PC微孔膜,出射的H~+束斑由兩部分組成,沿微孔軸向方向出射的導(dǎo)向H~+束斑和沿入射束流方向的散射H~+束斑。隨著微孔內(nèi)沉積電荷的增加,沿微孔軸向方向出射的H~+的比例不斷減少,沿入射束流方向出射的H~+的比例不斷增加,即直接觀察到中能區(qū)離子在絕緣微孔膜中導(dǎo)向和散射的演化關(guān)系。同時(shí)根據(jù)30keV的H~+在微孔中傳輸特性,建立了相應(yīng)的理論模型,模擬30keV的H~+在微孔中的運(yùn)動(dòng)軌跡,首次得到了微孔內(nèi)電勢(shì)和電場(chǎng)的分布情況。理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好,30keV的H~+在微孔膜中主要作用機(jī)制為電荷斑輔助的表面以上的鏡面散射行為。2.系統(tǒng)研究了負(fù)離子在不同傾斜角度的錐形玻璃管中的輸運(yùn)過程和溫度效應(yīng)對(duì)負(fù)離子在錐形玻璃管中輸運(yùn)特性的影響。利用2×1.7MV靜電串列加速器的860型濺射離子源產(chǎn)生的16keV的C~-離子轟擊不同傾斜角度的錐形玻璃管,當(dāng)錐形玻璃管傾斜角度小于1°時(shí),出射離子由三部分組成:核心區(qū)域(Core)、暈區(qū)C~0原子和C~-離子;當(dāng)錐形玻璃管傾斜角大于1°時(shí),出射離子由兩部分組成:C~0原子和C~-離子。其中核心區(qū)域的中心角度在0度方向,C~0原子和C~-離子的出射中心角度與錐形玻璃管的傾斜角度相同;隨著錐形玻璃管傾斜角度逐漸增加,出射離子的相對(duì)出射率逐漸減小,出射離子中C~-離子占比逐漸減小,C~0原子比例不斷增加。同時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度效應(yīng)對(duì)負(fù)離子在錐形玻璃管中輸運(yùn)過程有影響,隨著溫度的增加,出射離子的相對(duì)穿透率逐漸減小,出射離子中核心區(qū)域(Core)離子占比不斷增加。錐形玻璃管對(duì)入射負(fù)離子束有一定的聚焦效應(yīng)。本研究有助于理解負(fù)離子在錐形玻璃管中輸運(yùn)的物理機(jī)制。
【圖文】：

蘭州大學(xué)博士研究生學(xué)位論文 中低能離子在微孔中輸運(yùn)過程的研究 低能離子與微孔膜相互作用1.1.1 導(dǎo)向效應(yīng)2002年Stolterfoht 在用3keV的Ne7+離子束入射PET膜時(shí)發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)向效應(yīng)，膜的孔徑大小為 100nm，長(zhǎng)度為 10um 長(zhǎng)寬比為 100:1。在實(shí)驗(yàn)中他們發(fā)現(xiàn) 膜有一定傾斜角度的情況下，出射的離子中大部分保持+7 價(jià)，即入射時(shí)電，并且出射角度始終沿著微孔孔徑的方向，即使離子在幾何條件下無法透孔，這一現(xiàn)象稱為導(dǎo)向效應(yīng)[11]。

學(xué)博士研究生學(xué)位論文 中低能離子在微孔中輸運(yùn)過程的 度時(shí)最大，出射 Ne7+離子的角度分布在 0 度左右對(duì)稱分布，，當(dāng)出角與微孔膜的傾斜角度相同時(shí)，出射離子的強(qiáng)度最強(qiáng)。隨著微孔增加，入射離子的透射率是逐漸減小的。在圖 1.2 中同樣給出在微部鍍上一層銀時(shí)出射粒子角度分布情況，我們發(fā)現(xiàn)無論傾斜角度 度的情況下，出射粒子的角度分布始終保持在 0 度方向，并且出寬很窄，沒有出現(xiàn)導(dǎo)向效應(yīng)[11]。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O562

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