二次电子发射对无碰撞等离子体鞘层的影响

建立了包括器壁发射二次电子的等离子体无碰撞鞘层的基本模型,讨论了一维稳态等离子体鞘层中二次电子发射对鞘层结构的影响．结果表明：器壁电势随着二次电子发射系数的增加而增加．在发射系数小于临界发射系数时,鞘层电势随发射系数增加而增加,鞘层是离子鞘;在发射系数大于临界系数时,电场出现反转,电势在鞘层空间出现一最小值,鞘层不再是离子鞘．并且就稳态等离子体推进器器壁材料不同,简要分析了二次电子发射给其鞘层带来的影响．     

碰撞对伴有二次电子发射等离子体鞘层的影响

建立了包括器壁发射二次电子的等离子体鞘层的流体模型,讨论了一维稳态等离子体鞘层中离子与中性粒子的碰撞对含有二次电子发射的鞘层结构的影响。结果表明:碰撞频率的增加,导致鞘层空间的二次电子密度逐渐增大,离子密度是先增加后减小,离子速度则是先减小后增加。从碰撞和二次电子发射比较来说,碰撞频率的增加对于鞘层空间影响更大。另外发现碰撞对于不同带电量的离子来说,带电量较少的离子的等离子体鞘层受碰撞的影响要大一些。     

基于中压微波氩等离子体的鞘层时空特性研究

鞘层特性直接影响微波等离子体应用于工业等领域的质量,针对研究其时变的空间分布和电场分布具有一定难度的问题,运用有限元的方法建立了中等气压下耦合麦克斯韦方程的微波氩等离子体三维模型,对鞘层的时空特性进行分析,给出了其二维等效模型.基于对等离子体参数的分析,讨论了鞘层的形成过程及其厚度的变化趋势,对比分析了等离子体电场及微波电场的时空瞬态特征.结果表明:在时间上,由于电子与离子的扩散速度和受力方向不同,鞘层的厚度呈逐渐增大的趋势,并最终形成稳态鞘层;在空间上,鞘层存在于所有与等离子体接触的放电管壁附近,鞘层区域的电场强度始终大于等离子体主体区域,且电场方向始终指向管壁,对微波电场产生阻尼作用.此外,通过量化分析证明了鞘层厚度随压强的增大而逐渐减小.     

交流等离子体显示器中参数对其放电特性影响的模拟

利用交流等离子体显示器（ＡＣ ＰＤＰ）单元放电的一维流体模型,对一些放电敏感参量,如电介质层的介电常数及厚度、所充气体的压强、放电间隙的距离以及保护膜材料的二次电子发射系数等对ＡＣＰＤＰ单元放电特性的影响进行了系统地分析和研究。在计算过程中,假定放电气体为Ｈｅ,且处于局域平衡状态,各种粒子的反应几率设为Ｅ／Ｐ的函数,通过稳态Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方程解出。     

磁约束核聚变装置等离子体与壁相互作用研究简述

可控聚变能具有安全、清洁、燃料丰富等优点,是解决人类未来能源问题的主要选择之一.在磁约束核聚变装置中,来自高温等离子体的强热流、强粒子流与直接面对等离子体的器壁之间产生的强烈相互作用,不仅会导致第一壁损伤,产生杂质,污染等离子体,引起等离子体能量辐射损失与等离子体约束性能降低,同时滞留在壁上的燃料粒子再循环直接影响等离子体密度控制.稳态控制等离子体与壁相互作用对于实现长脉冲高参数的等离子体至关重要,其主要研究内容包括面对等离子体壁材料的选择及其表面处理以控制燃料粒子再循环与杂质产生,控制来自等离子体的强粒子流和热流以减少壁材料损伤,以及发展高效冷却结构以快速移除沉积在壁上的高热负载等.经过数十年发展,特别在我国EAST超导托卡马克上,研究了石墨、钨、铍、钼等壁材料与结构,发展了壁表面清洗与涂覆改性技术,提出了多种控制等离子体热流的先进方法,初步开展了流动液态金属壁的研究,取得了重要进展,有效控制等离子体与壁相互作用,促进了长脉冲高参数等离子体的实现与性能提高.针对具有更高热负荷、更长脉冲以及高能量中子辐照等特点的长时间不间断运行的未来聚变堆,等离子体与壁相互作用稳态控制仍然面临严峻挑战...     

MoOx膜中O含量对绿光OLED器件性能的影响

文章为提高以MoO,作缓冲层的绿光电致发光器的空穴注入效率,分别对该缓冲层进行紫外光处理和等离子体处理,研究处理前后其O含量的变化及对器件空穴注入能力的影响.实验结果表明,MoO,蒸镀成膜后变为MoOx,其经紫外光处理后,O含量增多,相应的器件空穴注入能力减弱;而经等离子体处理的MoOx膜,其O含量减少,器件性能提高,最高亮度和电流效率分别达到24000 cd/m2、4.23 cd/A.我们认为该器件的性能与MoOx中O的含量有很大关系,当O含量减少时,造成了更多的氧缺位,降低了MoOx的功函数,提高了器件的空穴注入能力.     

空间等离子体环境中航天器的带电特性

通过简化航天器表面建立了一维粒子层模型,基于静电场理论的Poisson方程、等离子体理论的Boltzmann方程和电动力学的动量方程建立了等离子体鞘层动力学模型.利用模型总结了航天器表面带电粒子运动速度、带电粒子密度、航天器表面电位随充电时间的变化规律,分析了空间等离子体环境参数对航天器表面充电电位的影响.研究结果可为航天器带电防护设计提供一定的理论依据.     

纳米粉体材料氮化硅的ICP制备技术和红外光学特性

采用CP等离子体化学气相沉积技术,用硅烷和氮气为反应气体合成氮化硅纳米粉体．利用朗缪尔探针诊断了反应室内等离子体参数,得到不同位置、不同功率和不同气压下等离子体密度的变化规律．等离子体密度随着功率的增大而增大,随着气压的升高而减小,由于离子鞘层的存在,提供了局部等离子体密度稳定的区域．利用傅立叶红外光谱仪分析了氮化硅纳米粉体红外光谱和键态结构的特性,结果表明：氮化硅的表面特性和纳米材料的表面效应导致富氧层的存在．     

气体放电中等离子体流体模型的级数解

数值模拟技术已成为低温等离子体研究的一种有效方法,然而由于耦合性极强的电子、正负离子方程组＂刚性问题＂的存在,使模拟计算受到很大限制,这是等离子体模拟所面临的困难.本文针对气体放电中多离子等离子体流体模型,考虑正负离子、电子间的相互碰撞作用及正负离子、电子的产生消耗和迁移扩散问题,对一般初始边界问题,基于分离变量法,导出了一维形式的正、负离子、电子密度随时间空间变化的级数解,获得了气体放电过程中正、负离子、电子密度时空分布一维形式的解析表示.由于研究的出发点是基于一般形式的带电粒子及电势边界条件,并未涉及具体的电极上电压施加方式,因此本方法不仅适用于直流放电过程而且还适应于交流放电过程.     

DBD固体燃料液化多相介质作用机理分析

针对介质阻挡放电(DBD)条件下的多相介质作用问题,从等离子体鞘层的特性分析着手,采用流体动力学方法,通过对一维鞘层的时空演化过程进行数值模拟,获得等离子体鞘层中离子速度、离子浓度、电子浓度、电位等参数的分布特性.数值模拟结果显示,在一定的电压下,粒子的速度是一定的;放电电压越高,粒子的速度越大,对应的能量越高.与固体燃料液化实验相对比,DBD放电可以提供气液固三相状态转变所需要的能量.根据不同反应的能量需求,通过控制放电电压,可以控制反应的进程,定制反应生成的产物,为DBD固体燃料液化实验提供理论依据.等离子体鞘层特性研究为分析DBD条件下的三相物质相互作用架起了桥梁,是分析DBD多相介质作用机理的一种有效的途径.     

背景离子对空气放电特性的影响

本文利用一个能产生稳定的离子浓度的独立的离子源,在被研究的间隙中形成一定的离子背景,用升降法观测了正、负背景离子对棒-板间隙百分之五十击穿电压的影响;测量了正、负背景离子对正棒-板间隙伏秒特性的影响;用截波静止摄影法观测了正、负离子背景对放电通道的形态及先导发展速度的影响。文中对这些观测结果的物理机理给予了解释。     

聚乙烯树枝化的新模型

作者考虑到聚合物的形态结构和能带特点,应用近似的平板能带理论,说明了电子和空穴注入的不同方式和途径。同极性空间电荷的形成过程中存在着两种相互矛盾的作用,一方面它降低针尖附近介质中的电场强度,有提高树枝起始电压的趋势;另一方面注入过程中正负载流子的复合或热电子的作用,有降低树枝起始电压的倾向。模型中首次提出了在聚合物的树枝潜伏期内存在着一个低密度区的过渡阶段,并用条纹图象法证明了这个区域的存在。其他一些特殊试验支持了新模型的构思。     

PbWO4晶体中铅空位周围晶格弛豫的研究

使用相对论性密度泛函计算程序，按照能量最低原理采用共轭梯度方法，对缺铅的钨酸铅晶体进行结构优化处理．计算了铅空位周围晶格的弛豫，得到铅空位周围的晶格结构．结果表明，铅空位周围次近邻的正离子(Pb^2 和W^6 )向铅空位迁移，而铅空位周围最近邻的负离子(O^2-)向远离铅空位的方向迁移．晶格的驰豫结果使铅空位处的电负性降低．     

Development of Numerical Model for Radio Frequency Atmospheric Pressure Glow Discharges in Argon

A one-dimensional,self-consistent fluid model is developed for a computational investigation on discharge characteristics and dynamics of radio frequency (RF) glow discharges in atmospheric argon,which are demonstrated through the spatial and temporal profiles of plasma species,electric field,and mean electron energy.Furthermore,in the discharge current density range from 7.1 mA/ cm2 to 119.5 mA/cm2,different discharge operation modes of α and γ are indicated by changing differential conductivity of voltagecurrent characteristics and sheath dynamics in terms of sheath voltage and sheath thickness.     

Experimental measurement of valence electron concentration of icosahedral AlPdMn quasicrystal

The valence charge density distribution for the icosahedral AlPdMn (i-AlPdMn) quasicrystal was obtained with the structure factors of the nine strongest symmetry inequivalent reflections, which were refined by using the quantitative convergent beam electron diffraction (QCBED) technique. It shows that the bonding charge is localized. The enhanced charge density in the middle of the aluminum-transition-metal (Al-TM) bond shown in the valence charge density distribution is the characteristic of covalent bonding. Assuming that the shape of an atom is a sphere with covalent radius, the number of electrons that each atom gains or loses in 55 different pseudo-Mackay clusters (PMCs) was calculated based on the obtained valence charge density distribution. It indicates that almost all the atoms lose electrons except a few Pd atoms that are in some particular shells. It also shows that the atoms of an identified element could have different valences because of chemically and/or structurally different local environments in which the atoms situate. Regardless of the topology and chemical occupancy, the number of valence electrons per atom in a cluster is close to 1.69. This strongly suggests that the pseudo-Mackay clusters are stabilized at a certain electron concentration. Biography: YU Fengmei (1965–), female, Professor, Ph.D., research direction: quasicrystal physics.     

交变电场作用下细胞膜离子通道电流的趋肤效应

自然状态下细胞跨膜通道开放后，离子在化学梯度力和膜电场力作用下运动，形成离子电流，维持细胞正常的电生理特性．在外电场作用下，离子通道暴露于感应电磁环境中．作为电生理活动基础的各种离子．在电磁力作用下，其运动状态受到影响，直接导致离子电流值的改变．为量化分析这一作用机理，可根据离子通道的物理性质将其等效为圆柱导体，建立通道的电学模型并推导离子电流密度的分布函数．分析可知，在外加交变电场作用下，细胞膜离子通道电流的径向密度分布发生了变化，越靠近通道壁，离子电流密度越大，即产生趋肤效应。进而影响跨膜通道对离子的通透性。     

直流电晕放电特性分析

电晕放电产生的空间电荷在电场中的运动形成电晕电流。电晕电流产生的线路损耗会增加输电成本,对线路通道的电磁环境造成干扰。建立自洽的等离子体模型和简化的电晕放电模型,放电通过施加到内部电极的高压直流电源在同轴配置的两个电极内持续进行。从微观角度分析大气压下干空气中的正负电晕放电的物理过程,重点研究负极带电粒子的产生和输送,以及如何转化为放电的电流-电压特性。结果表明：电晕放电主要在电离区和传输区进行,正负电晕放电特征各不相同,两种模型下获得的电势和空间电荷密度计算结果具有很好的一致性。在负电晕放电中,电子是能量传递的主要载体,电荷分离不会使外加电势的分布发生形变。