质子辐照与电子辐照对空间GaAs/Ge太阳电池性能影响比较

利用地面实验室加速器提供的离子束模拟空间质子、电子辐射,分别对空间实用GaAs/Ge太阳电池进行不同注量的辐照,并跟踪测试其电性能变化和深能级瞬态谱,研究这种太阳电池的电性能参数随质子、电子辐照注量的变化关系,得到质子、电子辐射效应及两者辐射效应的联系规律.结果表明:引起电池性能参数衰降相同时,1 MeV电子辐照注量比10 MeV质子的通常要大3个量级,质子辐照与电子辐照使电池性能参数Pmax下降了25%时,辐照注量有近似关系Φ1 MeV(e)≈2 500×Φ10 MeV(p).10 MeV,3×1012cm-2质子辐照在电池材料中引入Ec-0.18 eV和Ec-0.65 eV深能级,1 MeV,1×1015cm-2电子辐照在电池材料中引入Ec-0.12 eV和Ec-0.18 eV深能级,电子、质子辐照产生的损伤缺陷不尽相同.     

粒子束辐照在AlGaAs/GaAs量子阱材料中引入的深能级缺陷

作者对AlGaAs/GaAs结构调制掺杂材料及多量子阱材料,分别使用电子束或质子束辐照.电子束辐照能量为0.4～1.8MeV,辐照注量为1×1013cm-2～1×1016cm-2,质子束辐照能量为20～130keV,辐照注量为1×1011cm-2～1×1014cm-2.辐照前后的样品均经过深能级瞬态谱(DLTS)的测试.测试结果表明,电子束辐照引入了新缺陷,其能级位置为E3=Ec-0.65eV,而质子辐照引入的深缺陷能级为E1=Ec-0.22eV,电子和质子束辐照同时对与掺Si有关的原生缺陷Dx中心E2=Ec-0.40eV也有影响,即浓度发生改变,峰形亦不对称,说明其中包含有其他邻近缺陷的贡献.DLTS测试给出了这些深中心的浓度及俘获截面等参数.     

分子动力学研究SiC材料中的辐照损伤过程

利用分子动力学方法模拟了SiC材料的辐照损伤过程,对缺陷的产生规律以及电子能损的影响进行了研究。模拟中,SiC原子之间的作用势采用Tersoff经验势,入射离子采用了10keV的Si和200keV的Au。在200keV的Au原子入射的情况下,利用iontrack模型考虑了电子能损的效应。结果表明电子能损的影响主要体现在级联碰撞过程中移位原子的峰值的增大,对系统稳定后最后的缺陷数量影响不明显,缺陷对个数与核能损仍然保持幂函数的关系。     

质子对碲锌镉辐照损伤的SRIM模拟

模拟计算质子对CdZnTe的辐照损伤. 先计算质子在CdZnTe中的电离损伤和位移损伤, 再计算不同能量和入射角的质子辐照CdZnTe产生的空位数, 最后计算不同能量和入射角的质子辐照不同厚度CdZnTe靶的溅射产额. 结果表明: 电离损伤远大于位移损伤; CdZnTe内因质子辐照产生的空位数随质子能量的增大而增加, 当质子入射角大于60°时, 产生的空位数明显减少; CdZnTe低于半导体硅和金刚石的抗辐照性能; 溅射产额与空位数相差较大, 溅射产额随质子能量的增大先增大后减小, 随质子入射角的增大而增大, 随CdZnTe靶厚度的增大整体趋于增大.     

质子辐照CCD诱发暗信号增大

质子辐照诱发电荷耦合器件(CCD)中的暗信号。建立了质子辐照电离损伤的辐射效应模型,通过应用半导体器件仿真软件MEDICI进行数值模拟计算,得出了质子辐照电离损伤诱发CCD表面暗信号随辐照注量增大的变化规律;建立了质子辐照位移损伤的辐射效应模型,数值模拟计算了质子辐照位移损伤诱发体缺陷导致CCD体暗信号增大的变化规律。综合比较了质子辐照损伤诱发增大的CCD表面暗信号、体暗信号和总的暗信号随质子辐照注量的变化规律。数值模拟计算结果与国外相关实验得出的规律相吻合。     

18MeV质子辐照对Zr-Sn-Nb合金性能影响的研究

作者通过HZ B串列加速器用能量 18MeV的质子 ,研究了两种Zr Sn Nb合金的质子辐照效应 .结果表明 ,经 1.5× 10 14 /cm2 注量质子辐照处理后 ,其样品的电阻率升高 ,而显微组织没有明显的变化 .通过计算在此能量和注量下锆合金的初级撞出能量为 770keV ,足以产生级联碰撞 ,致使样品中的原子移位而生成点缺陷 ,从而电阻率上升 ,但因注量较小不能使显微组织发生明显的变化     

低能质子对乙炔分子电子激发效应的研究

探索低能离子特别是质子碰撞对有机分子的电子激发效应对理解低能离子对生物有机体的辐照损伤效应是非常重要的.本文采用第一性原理分子动力学方法模拟低能质子与乙炔分子之间碰撞的动力学过程,研究由于低能质子碰撞导致的乙炔分子的电子激发效应,碰撞过程中质子的能量损失以及靶分子价带上的激发电子的数目,揭示了电子激发效应是电子能量损失的主要机制,证明了关于电子阻止本领的传统线性理论模型不能很好地描述低能离子穿透分子靶时的电子能损,并且阐明了其中的原因.     

轻、重离子辐照烧绿石Lu_2Ti_2O_7导致的非晶结构变化

采用标准固相反应烧结法制备烧绿石结构的Lu_2Ti_2O_7.在室温下,用800keV Kr~(2+)和200keV He~+进行辐照.辐照后的样品采用掠入式X射线衍射(GIXRD)表征.结果表明:用800keV Kr~(2+)辐照样品时,辐照剂量达到2×10~(14)cm~(-2)(相应dpa(displacement per atom)为0.4)时,样品出现非晶化转变,并且随着辐照剂量的增加,非晶化转变量不断增加,增加至一定值后不再变化,未出现完全的非晶化转变;用200keV He~+进行辐照时,即使辐照剂量增加至2×10~(17)cm~(-2)(dpa为1.25),样品也没有出现非晶化转变.通过分子动力学模拟对结果进行分析后发现:重离子辐照时,样品在较小范围内产生较多的缺陷,且电子能损较低,样品温度增幅较小,缺陷复合率低,易导致非晶化转变;而轻离子辐照时结果相反.     

CsI(Tl)对高能质子能量响应的蒙特卡罗研究

在放射性核束物理的实验研究中,需要对核反应产物进行测量和鉴别,以获取反应过程中的重要信息.使用GEANT4软件对CsI(Tl)闪烁体探测器对高能质子的能量响应进行了蒙特卡罗模拟,以确定这种探测器用于探测能量范围10HeV-150MeV质子的能量响应.通过对晶体外表面包覆材料反射率、耦合光敏二极管面积、质子射程等条件的模拟和分析,找到了提高CsI(Tl)闪烁体探测器性能的方法.     

5～20MeV高能质子辐照对空间实用GaAs/Ge太阳电池性能的影响

用能量为5～20MeV,注量为1×109～7×1013cm-2的高能质子对空间实用GaAs/Ge太阳电池进行辐照,得到了其性能随质子能量和注量的变化关系,并对变化关系进行了能损模拟分析.结果表明:注量低于1×109cm-2的质子辐照不会引起太阳电池性能的变化;当注量增加为3×1012cm-2时,5,10,20MeV质子辐照引起的太阳电池性能参数Isc的衰降变化分别是原值的80%,86%,90%;Voc的衰降变化分别为原值的82%,85%,88%; Pmax的衰降变化分别为原值的60%,64%,67%.当辐照注量为5×1013cm-2时,5,10,20MeV质子辐照引起的Pmax衰降变化分别为原值的26%,30%,36%.即随着注量的增加,太阳电池性能衰降增大;且相同注量的辐照,质子能量愈高,太阳电池性能衰降愈小.     

飞秒激光与双层靶相互作用靶背质子加速实验研究

研究了飞秒激光与10μm的Cu和5μm的C8H8构成的双层薄膜靶相互作用中在靶背法线方向质子的能量分布.采用CR39固体核径迹探测器和Thomson磁谱仪相结合测量质子能谱.实验结果表明:质子沿着靶背法线方向发射;随着质子能量的增加,质子数减少;质子在一定能量处出现截断,截止能是1179 keV.     

Thomson离子谱仪参数和实验数据处理

Thomso离子谱仪利用磁场和电场对带电粒子有偏转作用,通过测量偏转的曲率来获得离子种类和离子能量。在激光等离子体相互作用中有多种带电离子,为了得出质子的能谱,常采样Thomson离子谱仪和CR39相结合测量得出质子能谱。在给定谱仪参数下,带入有效磁场,用Thomson抛物线方程作出质子抛物线曲线,与实验中形成的抛物线进行比对,进而确认质子,用matlab编程计算质子能量。     

MC尼龙6/纳米ZnO复合材料的非等温结晶行为

采用差示扫描量热法研究了原位聚合反应制备的MC尼龙6/纳米ZnO复合材料的非等温结晶行为,并利用修正Avrami方程的Jeziomy法、Mo法和Kissinger法对其动力学过程进行了分析.结果表明:由于纳米ZnO起到成核剂的作用,使晶核的生成变快,提高了MC尼龙6的结晶温度和成核速率;同时纳米ZnO粒子和MC尼龙6分子链之间存在相互作用力,阻碍了MC尼龙6分子链在结晶过程中的运动,导致结晶活化能提高,晶体生长速度下降,结晶度降低.     

Cu吸附ZnO(10ī0)非极性表面的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,计算并分析了Cu在ZnO(10ī0)表面的吸附.通过分析比较不同吸附位的吸附能,最稳定位的差分电荷密度和态密度,发现:1)Ot位的吸附最稳定,ZnBri位置处是亚稳态吸附;亚稳态的ZnBri位吸附极易受到微扰发生键断裂,使得该处吸附的Cu移到Ot或OBri位.与Olga Dulub的STM实验发现吻合很好.2)差分电荷密度图显示出Cu-O方向有明显的电荷转移,这是Cu与ZnO(10ī0)面有较强作用的主要原因.3)Cu原子的Ot位吸附改变了ZnO(10ī0)面的成键平衡,使得呈电中性的ZnO(10ī0)面出现活跃的金属态,这应该就是Cu/ZnO吸附体系具有很强催化活性的根本原因.     

CO还原氧化锌速率的研究

电弧炉粉尘直接还原回收新工艺中,粉尘中的锌被还原挥发进入气相并于收尘系统中被氧化,分离出这部分含锌较高的物料可采用传统的方法回收锌.而含锌物料中ZnO成分不断变化．为探索其还原过程的规律,首先采用化学纯ZnO进行CO还原实验,研究还原过程的有关规律,这一还原反应也是其它冶金过程中常见的和十分重要的反应．经实验研究发现,氧化锌还原速率与CO的浓度和温度有关,在还原温度为910～1200℃,CO浓度控制在15%～100%(体积分数)范围的实验条件下,建立了还原过程的动力学方程,确定了条件恒温下还原过程的动力学参数表观活化能为251.57kJ/mol,并与CO和CO     

由光二极管读出的CsI(Tl)闪烁探测器对高能轻荷电粒子的能量响应

利用50MeV/u ~(12)C束轰击Au靶产生的高能P,d,t,~3He和α粒子研究了由光二极管读出的CsI(T1)闪烁探测器的能量响应。实验结果表明:对于~3He和α粒子,在能量小于100MeV区域,该探测器具有近似线性的能量响应,对于P,非线性能量响应最为严重。仅在低于10MeV能区,还具有线性的能量响应,随着粒子能量增高,非线性愈加严重。对于d和t,探测器有与P相类似的能量响应,只是近似线性的能区扩展至稍为更高的能量。     

三角对称晶体场中3d3,7离子电子顺磁共振参量的严格微观表示式及其对半导体ZnO:Co2+的应用

根据唯象自旋哈密顿和微观相互作用之间的近似等效性，本文导出了３ｄ３，７离子在三角对称四面体场中的基态４Ａ２（Ｆ）的电子顺磁共振参量的微观公式．利用这些公式和对角化１２０阶能量矩阵，可以统一地解释ＺｎＯ：Ｃｏ２＋的光吸收和电子顺磁共振谱     

Ni—Cu—ZnO催化剂组分间相互作用的研究

研究了Ｎｉ－Ｃｕ／ＺｎＯ催化丙烷氢解反应并用化学吸附和磁化率测量等技术表征了催化剂。随着催化剂中Ｃｕ含量的增加,Ｈ２化学吸附量与磁化率均显著下降,与以前的研究结果相结合,说明Ｎｉ与Ｃｕ相互作用形成了原子簇而且Ｃｕ富集在表面。同时,Ｎｕ－Ｃｕ间也存在电子效应,即Ｃｕ的ｄ电子向Ｎｉ的ｄ轨道进行了转移。丙烷氢解反应进一步表明,Ｎｉ－Ｃｕ／ＺｕＯ中也存在金属－载体相互作用,Ｎｉ－Ｃｕ金属间相互作用以及Ｎｉ     

氧化锌纳米晶\卟啉复合材料能量及电子转移过程

利用溶胶-凝胶方法制备了半导体ZnO纳米材料,用混合方法将ZnO与卟啉有机物(对-二羟基苯基卟啉)形成复合体系。通过对复合体系光学性质变化的研究,建立了半导体晶体-有机化合物的能级结构图,提出了纳米材料———有机物复合体系中的能量及电子转移过程[1]。     

超短超强激光与等离子体相互作用中质子发射一些研究进展

超短超强激光与等离子体相互作用中得到的高能质子在质子成像、粒子加速、诊断超短超强激光与等离子体相互作用的物理过程、“快点火”和治疗癌症等方面有一定的应用。使得对超短超强激光与等离子体相互作用得到的高能质子的研究成为目前的研究热点。文章综述了产生质子的两种主要加速机制以及在不同实验条件下超短超强激光与等离子体相互作用过程中得到质子的能量、角分布、产额以及相关的原理。