【摘要】：中低能離子微束具有廣泛的應(yīng)用前景,目前的研究對(duì)其在錐形管中的輸運(yùn)機(jī)制尚未有明確的認(rèn)識(shí)。本論文主要對(duì)中低能區(qū)離子在錐形管中的輸運(yùn)機(jī)制以及特性進(jìn)行深入研究�；谧灾骶幊毯兔商乜宸椒�,計(jì)算了中低能區(qū)質(zhì)子以及低能高電荷態(tài)離子在錐形管中的動(dòng)態(tài)輸運(yùn)過程。模型中主要考慮了三種物理過程,即表面沉積電荷長(zhǎng)程庫侖力作用、表面原子集體散射以及表面以下隨機(jī)碰撞。為了對(duì)離子輸運(yùn)物理機(jī)制進(jìn)行細(xì)致分析,程序中對(duì)離子運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行標(biāo)記。對(duì)于中能區(qū)質(zhì)子的輸運(yùn),通過對(duì)其穿透率、角分布的動(dòng)力學(xué)演化過程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn):表面沉積電荷增強(qiáng)了質(zhì)子在表面發(fā)生集體散射的幾率,進(jìn)而增加了質(zhì)子的穿透率,即質(zhì)子在錐形管中的輸運(yùn)機(jī)制為電荷斑輔助的表面集體散射效應(yīng)。質(zhì)子能量為100 keV時(shí),其聚焦倍數(shù)為5~6倍。在這種作用機(jī)制下,質(zhì)子穿透率隨能量增加呈E_p~(-1)趨勢(shì)下降,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。這樣的動(dòng)力學(xué)演化過程分析有助于為中能區(qū)離子在錐形管中的輸運(yùn)提供清晰的圖像。通過分析不同形狀錐形管對(duì)質(zhì)子的聚焦能力發(fā)現(xiàn):中能區(qū)質(zhì)子輸運(yùn)對(duì)錐形管形狀有很強(qiáng)的依賴性,標(biāo)準(zhǔn)錐形管有利于形成強(qiáng)的中能微束。對(duì)于低能區(qū)離子的輸運(yùn),其主要物理機(jī)制為電荷斑的導(dǎo)向效應(yīng)。計(jì)算驗(yàn)證了透射離子角分布振蕩以及半高寬增大過程,這些與錐形管內(nèi)電荷斑的建立過程相對(duì)應(yīng),當(dāng)電荷分布達(dá)到平衡時(shí),離子沿導(dǎo)向方向出射。通過計(jì)算得到,高電荷態(tài)離子在錐形管中輸運(yùn)的標(biāo)度律與其在微孔膜中類似。透射離子的穿透率以及半高寬與1/2(q/E_P)近似呈線性關(guān)系,標(biāo)準(zhǔn)錐形管有利于形成穩(wěn)定的低能微束。
【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)】：O572.2
【圖文】：

其中ψ為 PET 膜偏轉(zhuǎn)角，θ為探測(cè)器觀察角徑為 100nm，厚度為 10μm 的 PET 微孔膜，離后被很多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，包括低能高電荷態(tài)母[16,9,10,11,17]等多種絕緣微孔作用。緣體表面沉積電荷的一種自組織充電效著孔軸向出射。如圖 1-2 所示，假設(shè)在

圖 1-2. 微孔內(nèi)離子運(yùn)動(dòng)軌跡。軌跡（1）穿過微孔的離子，軌跡（2）離子在微孔內(nèi)壁表面沉積電荷根據(jù)導(dǎo)向效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，Stolterfoht 小組提出了可調(diào)參數(shù)的半經(jīng)驗(yàn)公式以便更好的理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果，包含表面沉積電荷的線性及非線性移動(dòng)模型[18](第二章

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本文編號(hào)：2717758