高能电子轰击金属靶产生正电子的模拟研究

建立了高能电子束与固体作用产生正电子的蒙特卡罗模拟模型.得出了金属靶材料,靶厚度,电子束能量等对正电子产额的影响.模拟实验表明,金作为靶材料,正电子的产额最高.实验中1cm为最优靶厚度,在此厚度之外,正电子随着厚度增加而减少;对于电子束的能量而言,能量越高,正电子的产额越高,提高电子束能量是增加正电子产额的有效途径.此外,模拟实验还给出了以正电子为主的次级粒子的角分布及能谱,结果表明,次级粒子主要包括正电子,光子,及少量的中子和质子,而且,正电子发射具有明显前倾的特点,能量呈类麦克斯韦分布.     

一价金属Ag、Au同步辐射光激发下的室温和低温光电子能谱分析

文章的实验采用同步辐射光源的能量范围60-200eV,分别测定单晶Ag的3d、4p、4d和5s电子以及研究其能带和谱峰的性质,分析给出Ag的光电子能谱的半高峰值的宽度。分析Ag在室温和低温下光电子能谱产生差异,以及低温下Ag的光电子能谱的性质。最终比较得出Ag、Au各个价带产生的光电子能谱谱峰中单色性最好的谱峰。计算出Ag导带的宽度与实验值进行比较。     

蒙特卡罗法模拟低失能近轴背散射电子能谱

用蒙特卡罗法模拟了探测到的高能同轴凝散射电子的能谱,分析了入射电子能量、靶原子序数和探测角对归一化能谱的影响,结果表明：当入射电子能量增加和靶原子序数减小时,弹性散射峰值逐渐降低,背散射电子数峰位向低能端移动;探测角的改变对能谱形状基本没有影响,利用较低的入射能量、较大的探测能量窗口和角值有利于背散射率的提高;大的入射电子能量和小的探测能量窗口对应较大的背散射率的相对变化率,探测角值对背射率的相对变化率基本没有影响,可以利用大的探测角值提高背散射率以改善信噪比。     

单能电子测厚中最佳取谱方法的研究

利用相对论效应谱仪得到单能电子,用全峰总计数法(TPGA)、全峰净计数法(TPNA)、半峰总计数法(SPGA)和半峰净计数法(SPNA)四种取谱方法分别读取了不同能量的单能电子穿过不同厚度打印纸前后的计数,比较了相同能量单能电子通过不同厚度打印纸前后四种计数方法的强度变化率曲线,得出利用半峰净计数的取谱方法强度变化率最大,即只考虑取谱方法对测厚系统厚度灵敏度的影响时,采用半峰净计数取谱方法,系统灵敏度最高.这为单能电子测厚中最佳取谱方法的选择提供了依据.     

中子法测量高纯石墨中杂质元素含量的模拟与分析

为了验证中子感生瞬发伽马分析(neutron induced prompt gamma-ray analysis, NIPGA)技术检测高纯石墨杂质元素含量的可行性,采用蒙特卡罗方法,利用MCNP5程序建立了中子在高纯石墨材料中的输运模型。在固态进样的条件下,计算获得了高纯石墨样品清晰光滑的总俘获γ能谱,能谱各处的相对误差都小于2%;讨论了不同源能量对俘获γ能谱的影响,确定了与理想俘获谱相对应的中子能量,给出了获得俘获谱的2种方法;找出了俘获γ能谱随球形样品半径的变化规律,球形样品半径在15～30 cm时可获得最佳γ能谱;完成了γ能谱的平滑、寻峰和峰面积计算,采用峰面积法进行反演解谱;拟合得到了铁、铝、钙3种主要杂质元素含量与特征峰面积的线性回归方程,各元素线性回归方程的决定系数R²大于0.990 2。研究表明,NIPGA技术能够实现无富集条件下固态进样实时测量碳含量99.9%以上的高纯石墨材料中的杂质元素含量。     

金属钨热发射电子能量分布随温度的变化,

要提高电子显微镜的分辨率就必须减少像差,其中最主要的是球差和色差,球差早已有人提出用六极透镜系统来消除,并取得了一些成果。引起色差的原因有:电子枪加速电压的波动,透镜电流的波动及阴极发射出来的热电子具有能量分散度。所以,研究不同温度下阴极热发射电子的能谱曲线是很有意义的。作者利用金属钨W和拒斥场法。测量了不同温度下,W的电子能量分布(峰值和半宽度)随温度的变化。要得到电子束的能谱曲线,须先测出电子束的积分曲线,再对该曲线微分即得能谱曲线。实验装置是一同轴圆筒型的理想二极管及其测量系统,实验结果用计算机进行处理。由能谱分布曲线看出:电子的能量分布服从麦克斯韦分布;能谱半宽度随温度升高而增大,峰值对应的电压也随温度升高而增大。说明温度愈高,W的热电子能散度愈大,色差也越大。这些结果对正确使用W阴极,以及进一步提高各种电子光学仪器的分辨率有参考意义和实用价值。     

基于蒙特卡罗模拟的α能谱拖尾分析

α能谱测量是通过对放射性核素释放α粒子能量的测量来实现核素识别和定量分析的技术.α能谱易受测量样品形态的影响,存在着向低能拖尾的现象,这降低了α能谱测量的准确性.为了分析α能谱谱形特点,采用蒙特卡罗程序Geant4模拟了~(241)Am源的α能谱,并对可能造成~(241)Amα能谱峰拖尾的因素进行了模拟分析.结果表明,~(241)Am源上沉积的灰尘是其α能谱峰拖尾的主要原因;采用最小二乘法拟合可以对沉积灰尘的粒径分布进行估计.这项工作也表明基于蒙特卡罗模拟的α能谱分析可获得测量样品更多特性(如形状),有助于提高α能谱的分析能力.     

激光等离子体加速电子与固体靶相互作用产生相对论正电子的模拟计算

通过理论分析,建立了激光等离子体加速电子与固体靶相互作用产生相对论正电子的物理模型,以及Geant4模拟程序.以100 Me V量级的激光等离子体加速电子束参数为输入,模拟研究了不同靶材和靶厚条件下正电子束的产额、能量、角分布等主要物理参数.结果表明:金靶和钽靶是较优秀的电子—正电子转换靶材;对于相同的金属靶材面密度,正电子产额与原子序数Z的四次方成正比,与原子质量数A的平方成反比,即Ne+∝(Z2/A)2;对于不同的靶材,正电子产额有Ne+∝d2,其中d为靶材厚度,但仍存在一个最佳靶厚度.与利用拍瓦、皮秒激光束与固体靶相互作用产生正电子束的方案相比,利用本方案有望获得更高能量以及更小角发散的相对论正电子束,其流强可达107/shot.     

~(178m2)Hf同质异能核素制备及γ能谱分析

利用CS-30回旋加速器辐照天然镱靶,通过(a,2n)反应,制备~(178m2)Hf同质异素.使用高纯锗探测器对样品进行γ能谱分析.利用高斯多峰拟合法解叠了复杂能谱的重叠峰.确定了辐照后靶样品中的~(178m2)Hf同质异能核素含量约为10~(11)量级.     

基于GASF与MSVM的放射性核素识别方法

提出了一种基于格拉姆角和场(GASF)与基于Mahalanobis距离的支持向量机(MSVM)的核素识别方法。将核素γ能谱数据视为一维序列,利用GASF方法将能谱数据二维化,再利用双向二维主成分分析对二维化能谱数据进行降维以进行特征提取,设计MSVM分类器并结合遗传算法进行参数寻优,实现对γ能谱(核素)的识别,利用Geant 4仿真核素γ能谱数据对本文算法与寻峰算法、SVD-SVM算法进行了对比实验,同时在真实核素γ能谱数据上进行了识别实验。结果表明：本文方法与同类方法相比,通过利用全谱信息,有效提高了核素识别准确率;在探测距离为20 cm内,对真实探测环境中得到的不同探测距离的核素能谱的平均识别率均高于96%,表现出良好的识别性能。     

III族氮化物量子点中类氢施主杂质位置对束缚激子结合能的影响

在有效质量近似下,运用变分方法,考虑内建电场效应和量子点(QD)的三维约束效应的情况下,研究了类氢施主杂质在量子点中的位置对III族氮化物量子点中束缚激子结合能的影响。结果表明:当类氢施主杂质位于量子点中心时,对于InxGa1-xN/GaN量子点,量子点高度和In含量存在临界值,当参数大于临界值时,约束在QD中束缚激子的结合能升高,激子态的稳定性增强,提高了激子的离解温度,使人们能在较高的温度条件下观察到半导体量子点吸收谱中的激子峰。而类氢施主杂质总是使束缚在GaN/A lxGa1-xN量子点中激子的结合能升高,载流子被更强的约束在量子点中。说明对GaN/A lxGa1-xN量子点,杂质使人们能在更高温度下观察到量子点中的激子。类氢施主杂质位于量子点上界面时,束缚激子的结合能最大,系统最稳定;随着施主杂质下移,激子结合能减小,激子的离解温度下降。     

无限厚靶向理想薄靶的转换

提出了一种简单的背散射自理方法，将无限厚靶转换成理想薄膜，该方法无需模拟背散射谱的形状，即可求出未知样品中各万分的相对含量，对于卢瑟福散射和弹性共振散射同样有效。并用氧化铜和氧化钛混合配制了系列标样予以检验，结果与参考值很好地符合。     

铒离子注入氮化镓的光学活性与缺陷掺杂变化

对100keV、1×1015cm-2的Er离子注入的GaN 退火样品的各项性质进行研究,采取光致发光(室温)、拉曼光谱和卢瑟福背散射对不同的退火样品的微观结构和光学性质进行研究.在退火样品中,均观测到了在1539nm 附近的PL峰.随着退火温度的升高,PL峰强在900℃时达到最大值.RBS结果显示随着温度的升高,Er离子不断扩散,且有部分在表面析出,导致在光学活性位置上的Er离子减少,使PL强度在更高温度下减弱.      

阳极氧化制备铝磁性膜的研究

对用阳极氧化技术制备铝磁性膜进行了实验研究；用扫描电子显微镜、Ｘ射线光电子谱法、卢瑟福背散射谱法等表面分析手段对Ａｌ磁性膜的形貌、大小、厚度以及磁性膜中的元素分布作了分析。实验表明，Ａｌ以Ａｌ２Ｏ３形态存在，Ｃｏ离子主要沉积于铝膜微孔底部。并测量了不同工艺条件下磁性膜的矩形比     

4He和12C离子Rutherford背散射的Geant4模拟

利用Geant4程序模拟270,500 keV  ⁴He和¹²C离子垂直入射Au,Ag,Cu薄膜上的Rutherford背散射谱（RBS）, 并讨论材料、 厚度和入射离子能量对背散射谱的影响. 结果表明, 能量较大的¹²C离子具有较好的质量分辨率.     

GaN/AlxGa 1-xN量子点中类氢杂质的结合能

利用有效质量方法和变分原理,考虑内建电场(BEF)效应和量子点的三维约束效应,研究了纤锌矿结构的GaN/A lxGa1-xN柱形量子点中类氢杂质的结合能随量子点高度、A l含量和杂质位置的变化规律。结果表明:类氢杂质位于量子点中心时,杂质结合能随量子点高度的增加先增大后减小,存在最大值;随着A l含量的增加,杂质结合能增大。而杂质从量子点下界面沿Z轴上移至上界面时,杂质结合能先增大后减小,存在最大值。     

硅锗合金氧化层中纳米结构的量子受限分析

在硅锗合金氧化层中发现锗纳米表层结构，并分析了其时应的PL谱结构。提出相对应的量子受限模型计算公式和算法，理论分析结果与实验结果拟合较好。     

道路碎石垫层异常缺陷的探地雷达响应特征

采用探地雷达技术探测碎石垫层异常,研究碎石垫层脱落、碎石垫层层间具有密实-疏松界面、碎石垫层厚度变化及碎石垫层由松散块石充填4种异常的探地雷达响应特征。时域剖面评价、钻探资料验证、典型单道波形时域及频谱对比分析表明:碎石垫层脱落表现为同相轴的缺失,碎石垫层层间弱反射的反相性,谱能量分布在整个频率范围,且在550~800MHz出现较强信号;碎石垫层间存在密实-疏松界面表现为碎石垫层层间存在同相轴,谱能量集中在中低频区,能量峰较多;碎石垫层厚度变化表现为上下界面反射波时间差的大小(同相轴的上凸或下拉);碎石垫层由松散块石充填表现为强振幅复合波(同相轴杂乱,具有小绕射弧),谱能量峰叠加严重,峰值较大。     

在四量子阱结构中浅施主的束缚能

本文提出氢杂质在中间Ga_(1-x)Al_xAs垒中的四量子阱模型,计算了束缚能与阱和垒的宽度、势垒的高度和杂质在垒中的位置的依赖关系。结果表明,与双量子阱模型比较,规律性是相符合的,在单阱极限的计算结果与前人的一致。     

天波超视距雷达一阶海杂波后向散射特性分析

为了得到天波超视距雷达一阶海杂波后向散射系数变化范围及总体变化规律,以及雷达频率、海面风速、风波角、海浪有向波高谱关于海面风向的扩展程度等各参数对一阶海杂波后向散射的影响规律,针对天波超视距雷达探测的特点,引入Barrick等给出的高频雷达一阶海杂波后向散射系数模型,运用仿真分析的方法得知,无向幅度谱达到饱和时,一阶海杂波后向散射系数大概在-39 dB--14 dB,无向幅度谱未达到饱和时,一阶海杂波后向散射系数范围在-460 dB--18 dB,且频率与风速的相对大小决定了探测环境处于饱和区或非饱和区,又进一步仿真分析雷达频率、海面风速、风波角、海浪有向波高谱关于海面风向的扩展程度等参数对一阶海杂波后向散射的影响,得出各参数对一阶海杂波后向散射影响的规律,这对天波雷达目标探测策略及高频海杂波建模和滤除有指导意义.