【摘要】：原子分子的能級結(jié)構(gòu)和動力學(xué)參數(shù)一直是原子分子物理研究領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容,它揭示了原子分子的基本特性,且在凝聚態(tài)物理、大氣物理化學(xué)、等離子體物理等學(xué)科中有重要的應(yīng)用價值。原子分子動力學(xué)參數(shù)研究主要是基于電子碰撞與光譜學(xué)方法。本實驗組在2009年首次將高分辨X射線散射方法拓展到原子分子動力學(xué)參數(shù)的研究。高分辨X射線散射方法滿足一階玻恩近似條件,且作為一種新的實驗方法,其所得結(jié)果與電子碰撞結(jié)果的交叉檢驗,可以提供原子分子動力學(xué)參數(shù)的實驗基準(zhǔn)。本論文在入射光子能量10 keV、能量分辨70 meV的條件下,利用非彈性X射線散射方法研究了氧分子的Herzberg Pseudo-continuum(主要由y/3Δu躍遷組成)、Schumann-Runge continuum(主要由B3∑u躍遷組成)、Longest-Band 和Second-Band(E3∑u(v'= 0,1)躍遷)激發(fā)態(tài)的非彈性形狀因子平方,并與電子碰撞實驗的結(jié)果進(jìn)行了對比。其中,HerzbergPseudo-continuum在q23 a.u.時與本實驗室最新的1.5 keV電子碰撞結(jié)果和Wakiya等人在100-500 eV條件下的結(jié)果符合較好,說明在電子散射實驗中,一階玻恩近似在該能量范圍和動量轉(zhuǎn)移范圍內(nèi)是成立的,但是徐衛(wèi)青2.5 keV的結(jié)果卻小于本次電子碰撞與Wakiya等人的結(jié)果。對于Schumann-Runge continuum來說,本次的結(jié)果在q20.5 a.u.時與Suzuki等人、Wakiya等人、Newell等人、Lassttre等人的中能電子碰撞的結(jié)果有較好的符合,但當(dāng)q20.5 a.u.時,X射線散射的結(jié)果整體高于中能電子碰撞的實驗結(jié)果。這說明在中能電子碰撞實驗中,一階玻恩近似在大動量轉(zhuǎn)移范圍內(nèi)較難滿足。而本次最新的1.5 keV電子碰撞結(jié)果與本次實驗符合較好,可以判斷在1.5 keV下,一階玻恩近似已經(jīng)能夠滿足,而徐衛(wèi)青等人的結(jié)果可能存在氣壓效應(yīng)的影響。對于Longest-Band,只有本次最新的1.5 keV結(jié)果與X射線散射結(jié)果相近,除此之外在q21a.u.時,徐衛(wèi)青等人在2.5keV的結(jié)果與本次的結(jié)果保持一致,其他結(jié)果均低于本次非彈性X射線結(jié)果,這符合一階玻恩近似的成立條件。對于Second-Band,由于在大角度下散射強(qiáng)度急劇減少,有效數(shù)據(jù)有限,對比顯示本次的X射線散射結(jié)果整體低于電子散射的結(jié)果。為了開展大角度電子彈性散射實驗并提高電子能量損失譜儀的性能,研制了一把中高能電子槍。該電子槍結(jié)構(gòu)簡單,由熱陰極、柵極、陽極、聚焦極和偏轉(zhuǎn)板組成,電子能量可調(diào)范圍大(1-3 keV),操作簡單。為了獲得最優(yōu)的束流條件,利用SIMION電子光學(xué)軟件模擬了電子發(fā)射源大小和初始發(fā)散角對靶點處的束斑大小和束流發(fā)散角的影響。為了檢測電子束流,設(shè)計了一個測試配件,在電子能量1.5 keV條件下,實驗檢驗給出在離電子槍出口 27 mm處可獲得束徑約為0.95 mm、束流發(fā)散角約0.93°和束流強(qiáng)度6.27μA的電子束,驗證了電子束流密度分布與角度分布的高斯模型,滿足電子能量損失譜儀的使用要求。
[Abstract]:The energy level structure and kinetic parameters of atoms and molecules are always important research contents in the field of atomic and molecular physics, which reveal the basic characteristics of atomic molecules, and in condensed matter physics, atmospheric physics and chemistry. Plasma physics and other disciplines have important application value. The parameters of atomic and molecular dynamics are mainly based on electron collision and spectroscopy. In 2009, the experimental group first extended the high resolution X-ray scattering method to the study of atomic and molecular dynamics parameters. The high resolution X-ray scattering method satisfies the first order Boone approximation condition, and as a new experimental method, the cross-test between the results obtained and the results of electron collisions can provide the experimental datum for the parameters of atomic and molecular dynamics. In this thesis, the incident photon energy of 10 keV, can be resolved at 70 meV. The inelastic shape factor square of Herzberg Pseudo-continuum (mainly composed of y / 3 螖 u transition), Schumann-Runge continuum (mainly composed of B3 鈭，

本文編號：2268401