高压直流连续波光阴极注入器

根据高平均功率自由电子激光对电子束的要求,提出了直流高压连续波光阴极注入器,并进行了相应的束流动力学过程研究.采用特殊结构设计的静电加速腔,其加速梯度可以达到10 MV/m.当静电场的加速距离10 cm,漂移空间50 cm时,脉冲宽度为10 ps,阴极表面的束斑半径为2 mm,束团电荷为0.5 nC的电子束,输出束流归一化发射度为5 mm·mrad;用PARMELA程序进行了粒子动力学模拟,注入器输出束流归一化发射度为5.8 mm·mrad.     

空心阴极重离子源的研究

本文对一台空心阴极重离子源的放电参数、引出参数之间关系进行了理论分析及详细测量,从中找出离子源最佳的工作状态。文中得到的结论适用于等离子体离子源。调试结果,本离子源稳定地工作于引出总束流强度为0.5-1.0mA,归一化亮度≥2×10~9A/m~2·rad~2,等离子体密度为10~(11)～10~(12)cm~(-3),电子温度为5～10eV,能散度≤40eV。     

高频离子源的多孔引出

采用单孔引出系统的Moak型高频直流源,要引出十几毫安的离子流,必须选取孔道直径较粗长度较短的吸极,提高高频振荡器的输出功率和引出电压,但是,在上述情况下,会导致源的气耗量迅速的增加;使源的散热问题变得突出并降低源的功效;往往也会增加吸极的热负荷,降低源的工作寿命,为克服上述困难,有人曾采用过多孔引出系统。 由于源的气耗量正比于(2X_2)~3/L,输出流强正比于(2X_2)~2/L~2,这里,2X_2和L分别是吸极孔道的直径和长度,所以和单孔引出相比,采用多孔引出具有以下优点:在不增加源的气耗量(即多孔源的气耗量和单孔源等效)的情况下,可获得较大的离子流,相应地降低对振荡器输出功率和引出电压的要求;可以改善离子流密度沿束截面的分布(即由高斯分布改善为准矩形分布),当束流用作轰击核靶时,有利于改善靶子热负荷的均匀性;可以降低束流的体电荷效应,从而改善束流的发射度。     

强流重离子双等离子体离子源—兼论源的输出流强对离子质量依赖关系的实验验证

本文给出了利用双等离子体离子源产生氦(He),氮(N_2),氧(O_2),氖氦混合(78%Nc+22%He)和氩(Ar)等离子的实经结果.当孤流为5A,引出电压力20KV 时,可给出59mA 的氖离子流,48mA 的氮离子流,35mA 的氧离子流,41mA 的氖氦混合离子流和22mA 的氩离子流.在源引出系统的几何参数和源的工作参数保持不变的条件下,实验验证了源的输出流强对离子质量的依赖关系,即(?).     

大束斑强流金属离子源

介绍了新研制成的 MEVVA-Ⅱ和 MEVVA-ⅡA 离子源的结构特点和某些实验结果.新源采用大面积引出,引出直径60mm.该源脉冲工作,最大束流占空比为6%,已引出 Mg,Al,Ti,V,Cr,Fe,Ni,Cu,Zn,Y,Zr,Mo,Nb,Sn,W 和 Pb 等金属元素的离子,平均束流强度在10mA 以上,最大平均束流强度已超过20mA.MEVVA-ⅡA 源还采用了可推进的阴极结构,使阴极寿命大大提高,在引出平均束流10mA(Ti)条件下,已连续稳定运行16h.     

慢化体材料对加速器BNCT束流装置中子品质影响研究

基于加速器中子源的硼中子俘获治疗(BNCT)是一种较好的肿瘤治疗技术,通过慢化得到的超热中子可用于非浅表肿瘤BNCT治疗.本文以2.3 MeV、10 mA质子流强的7Li(p,n)7Be中子源为对象,建立了加速器BNCT束流装置模型,采用中子输运程序MCNP研究了慢化体材料对超热中子束流品质的影响.结果表明:采用重水作为慢化体材料可有效的提高束流出口处超热中子水平,对于2.3 MeV、10 mA质子流强的7Li(p,n)7Be中子源,超热中子束流水平为0.669×109n/(cm2.s),超热中子与快中子产额比达62.3,基本达到临床治疗所需109n/(cm2.s)的超热中子水平.     

电感耦合式射频离子源放电与引出特性实验

为研究电感耦合式射频离子源性能受离子束流、功率强度、工质流量和栅间电压的影响,以束流直径11 cm射频离子源为对象,完成了射频离子源点火起弧关键物理参数的设计和选择,设计并搭建了电感耦合式射频离子源性能试验系统,通过试验研究了射频放电中离子束流、射频功率、工质流量、栅间电压之间的规律。结果表明:射频离子源试验系统设计合理,能够可靠稳定地工作,真空度低于1. 0×10~(-3)Pa的氩工质条件下离子束能量大范围独立可调,在100～1 500 eV范围引出80～460 mA的离子束流,当工质流量一定时,离子源离子束流随射频功率的增大以1 mA/W比率增加,射频功率一定时,离子源束流强度随工质流量增大,在20 sccm时,离子源束流强度至稳定值或者略微增加,合理控制离子源工作参数可以提高离子源工作性能和效率。     

具有金属栅的四角状氧化锌纳米针电子场发射特性

以高纯锌粉为原料,采用气相反应法制备了四角状氧化锌纳米针.利用丝网印刷技术结合光刻工艺组装金属网前栅三极结构场致发射显示器件.场发射测试结果表明,器件具有明显的栅控特性.器件的开启栅压为270 V,当栅极电压为600 V时,阳极电流高达2.75 mA,栅极漏流仅为0.43 mA,测量的峰值亮度为2 300 cd/m2.     

多种元素离子源

为了适应多种元素离子注入的需要,研制了一种多元素离子源。离子源的工作温度范围较宽,最高可以达到14O0℃,能够产生多种元素的离子,将蒸发炉和放电室结合在一起,使结构比较简单。现已产生了汞、铋、金三种重元素的离子,束流一般可达200μA,能量分散度在20～50ev范围内。当束流在50μA时,束的归一化亮度可达10~(11)A·m~(-2)·rad~(-2),在最佳情况下可达10~(12)A·?~(-2)·rad~(-2)。质谱分析表明,汞、铋、金三种离子含量都在90%以上。最高引出电压为30KV。     

离子注入材料改性用强流金属离子源

为满足离子注入材料改性研究和实际应用的需要。研制了一个金属蒸汽真空弧(简称MEVVA)离子源.这是一新型离子源种,它利用阴极和阳极间的真空弧放电原理由阴极表面直接产生高密度金属等离子体,经一多孔三电极系统引出得到强流金属离子束.该源脉冲工作方式,已引出Al,Ti,Fe,Cu,Mo和W等离子,脉冲离子束流强度为0.6～1.26A,Ti的平均束流强度已达10mA.引出束流大小与源的工作参数、引出结构和电压以及阴极材料有关。该源没有气体负载,工作真空度为3×10~(-4)Pa。     

BEPCII对撞流强超过100mA亮度已达到BEPC水平

继3月25日实现正负电子束流对撞之后,BEPCII储存环和直线加速器调束人员夜以继日,包括“五一”期间坚持运行,不断优化单束团和多束团对撞的束流参数,提高流强和亮度。5月14日,成功实现正负电子100mA/100mA对撞     

钠离子电池负极材料Na_2Co_2TeO_6的合成及其电化学性质

采用固相法合成纯相的Na_2Co_2TeO_6材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究其晶体结构和元素价态,并用恒流充放电测试、倍率及循环伏安测试研究该材料在3.0~0.01 V内的电化学性质和动力学性能.结果表明:Na_2Co_2TeO_6作为电池负极材料具有良好的循环性能,稳定容量为200mA·h/g,充放电效率为95%;该材料具有较好的倍率性能,在电流密度500 mA/g下,仍可保持50 mA·h/g的稳定容量.     

基于Alq2（DBM）的白色有机电致发光器件

利用新型铝配合物Alq2(DBM)制备了非掺杂型的双层有机电致白光器件,其结构为ITO/NPB(44 nm)/Alq2(DBM)(66 nm)/LiF(0.8 nm)/Al(100 nm).该器件6 V电压下启亮,在11 V时实现了白光发射,色坐标为(0.32,0.38).器件的最大发光亮度达到468 cd/m2,对应的电流密度为311 mA/cm2.     

低能强流注入器回顾

为粒子加速器提供束流的装置称为注入器.提供的束流能量低于100 keV,流强在mA量级的注入器被定义为低能强流(LEHC)注入器.该种注入器具有结构简单,注入束流流强高以及束流调节方便等优点.本文将从结构及设计要点等方面对该类型注入器进行回顾.     

3V锂离子电池用层状α-Na0.67MnO2.26的电化学性能

以Mn(CH3COO)2·4H2O和Na2CO3为原料,通过sol-gel技术合成前驱体,在600℃焙烧前驱体得到一种新的无水层状α-Na0.67MnO2.26材料.用等离子体光谱、X射线衍射仪、扫描电镜、恒流充放电和循环伏安(CV)等对产物的结构、组成、形貌及电化学性能进行研究.结果表明:得到的样品为稳定的六方层状P2结构,且颗粒细小;该样品在充放电电流密度为25 mA/g和电压为2.0～4.3 V时,首次充电比容量为188 mA·h/g,第2次放电比容量为176 mA·h/g,充放电库仑效率高达94%;在电压为2.0～4.3 V,电流密度为25,50,125和250 mA/g充放电条件下,其第2次放电比容量分别为176,168,139和110 mA·h/g,40次循环后,其放电比容量分别为150,142,121和105 mA·h/g,显示材料有较好的循环稳定性和大电流充放电性能.     

多发光层白光OLED的制备

通过对器件结构的优化设计,改善了白光有机电致发光器件的色度.该器件的结构为ITO/2T-NATA/NPBX/DPVBi/CBP:Ir(ppy)3/Alq3:DCJTB/BCP/Alq3/LiF/Al.当驱动电压为6 V时,器件的最大电流效率为5.94 cd/A.器件在驱动电压为19 V,电流密度为570 mA/cm2时,最大亮度达到13540 cd/m2,色坐标为(0.31,0.39).而且,当器件的亮度由数十cd/m2增大到最大亮度时,器件的色坐标稳定在(0.31,0.37)附近.     

一种数控直流电流源的设计

方案以微控制器为核心,设计一数字式直流电流控制系统,实现了可控的恒定直流电流源设计.该系统由单片机、D/A转换器和功率放大器等组成.核心恒流模块采用负反馈电路连接大功率场效应管,使得该系统输出电流误差＜10 mA,并且在10 mA允许误差下输出电流范围为20 mA-2 A,电流纹波≤2 mA.     

基于FirPic的蓝色有机电致磷光器件

利用真空蒸镀的方法,制备了结构为ITO/NPB(20 nm)/MCP(3 nm)/MCP:Firpic(z%,x nm)/TPBi(10nm)/Alq3(30 nm)/Cs2CO3:Ag2O(2 nm,20%)/Al(100 nm)的器件.研究了不同掺杂浓度(z=5,8,10和12)和不同厚度(x=5,10,15,20和25)对器件性能的影响.首先确定MCP:Firpic层的厚度为5 nm,调节掺杂浓度.结果表明当掺杂浓度为10%时,器件的效率和亮度都为最大.驱动电压为8 V时,最大电流效率为6.996 cd/A;驱动电压为15 V时,最大亮度为10 064 cd/m2.在10%的掺杂浓度下,调节MCP:Firpic层的厚度.当厚度为20 nm时,器件的性能较好.驱动电压为13 V时,电流密度为2.248 mA/cm2,效率为10.35 cd/A;驱动电压为21 V时,电流密度为304.16 mA/cm2,亮度为21 950 cd/m2.     

不锈钢衬底碳纳米管薄膜的场发射特性

不需要添加任何催化剂,直接在含有少量Ni和Cr成分的不锈钢衬底上,用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法沉积碳纳米管薄膜.在SEM下观察,生成的碳纳米管取向无序,但浓度大、杂质含量少、直径小且分布均匀,其直径在50～60 nm,为多壁碳纳米管.Raman光谱实验证实了此碳纳米管中存在大量缺陷.场发射实验表明,本样品的开启电压低,电子发射均匀,发射电流大.当用ITO玻璃作阳极且场强为11 V/μm时,电流密度可达到31 mA/cm2;当用荧光粉包覆的ITO玻璃作阳极且场强为6 V/μm时,电流密度可达到1.25 mA/cm2,这时的电子可稳定发射,使该样品变成良好的电子发射体.     

轴向场宽束离子源研究

我们研制了用于薄膜工艺的宽束离子源.该源能提供20～3000cV,束流强度最大达100mA 的宽离子束,可根据不同工艺要求,产生均匀束、会聚束及球状发散束等不同束形,并按不同的引出束能量,采用三栅、双栅或单栅引出系统.其最大气耗量为1.2Pa·m~3/s,放电室工作气压1.33×10~(-2)Pa(10~(-4)Torr 量级),可用 N_2、O_2、Ar 及 CH_4等工质工作.它已在离子束溅射镀膜、离子束直接淀积成膜及离子束辅助镀膜工艺得到了应用.证明其性能良好,稳定可靠.本文论述源的工作原理、结构、工作特性及多功能引出系统,并讨论了放电稳定性及薄膜工艺对离子源的要求.