脉冲激光沉积ZnO薄膜动力学过程研究

利用有限差分法对脉冲激光沉积(PLD)技术制备ZnO薄膜过程中等离子体在等温和绝热两个阶段的速度演化进行了研究,给出了其中主要粒子Zn和O在空间的具体演化规律。从模拟的结果可以看出,Zn,O在同一方向的速度演化趋势相似,在不同方向同种粒子速度演化趋势不同。     

电子磁流体模型及Biermann电池效应和位移电流效应

电子磁流体（Electron Magnetohydrodynamics,EMHD）理论在空间、天体等离子体物理以及纯电子等离子体物理领域,特别是磁场的产生、磁力线的重联等重要物理现象的研究中有广泛应用．近年来对一些空间、天体物理过程的实验室模拟以及相关的激光等离子体物理与高能量密度物理的研究中,等离子体物理过程的快尺度时空演化导致位移电流效应、Biermann电池效应等对电子磁流体模型的一些基本假设产生重要的修正．本文在讨论分析电子磁流体理论模型主要近似的基础上,研究了Biermann电池效应与位移电流引起的效应,并进一步讨论了这一些效应对一些重要等离子体物理过程的影响．     

氨滑动弧等离子体激励的数值建模

在双碳背景下，氨的使用及其燃烧难题的解决受到国内外学者的重视。针对改善氨燃烧问题，研究了二维流体动力学-零维反应动力学-燃烧动力学思路，分析了滑动弧等离子体条件下氨的裂解和燃烧特性。利用COMSOL计算软件建立了考虑电磁的二维流体计算模型，研究了滑动弧在反应器中的演化；建立了适用于氨的零维滑动弧模型，研究了滑动弧中全电离-转捩-非平衡3个阶段的温度和组分演化规律；利用CHEMKIN计算软件建立了燃烧模型，评估了等离子体对NH₃/air混合气燃烧特性的影响，此外对在混合气中添加CH₄进行了分析。结果表明，等离子体能够促进氨的裂解，降低氨的点火延迟时间，并且提高其层流燃烧速度，但是在混合气中将部分等离子体条件下的NH₃替换为CH₄后，整体燃烧效果有所下降。     

非热等离子体诱导肿瘤细胞的损伤和死亡模式

非热等离子体杀灭肿瘤细胞具有“广谱”与高效的优势，且能“选择性”杀死肿瘤细胞，有望成为肿瘤治疗的新型物理技术.非热等离子体通过提高细胞内活性氧自由基水平，损伤DNA等生物分子及多个细胞器，启动多条信号通路最终导致细胞进入死亡阶段.笔者主要概述了近年来非热等离子体对肿瘤细胞的损伤及机制、诱导肿瘤细胞发生程序性死亡的类型及相应机制，为其后续研究及临床应用提供参考.     

激光等离子体物理实验装置的改进

激光等离子体物理实验装置的改进王笑琴（中国科学院上海光机所２０１８００）为满足在等离子体物理实验中对激光系统输出的重复性和稳定性的严格要求，结合具体的实验条件，不断地对整个系统进行了多方面的提高和改进，下面介绍一下两次较大的改进。首先，初期使用的染料...     

基于COMSOLMultiphysics的等离子体气动激励系统仿真

为了揭示介质阻挡放电产生等离子体过程中电参数的演化机制,进行基于COMSOL Multiphysics的等离子体放电系统仿真研究.利用一个空间二维大气压下氩等离子体模型对其中的主要粒子在不同脉冲情况下的变化规律进行研究,与物理事实吻合较好,具有很好的拓展价值和实用意义.     

《湍动等离子体物理》是一本具有开拓意义的好书

北京师范大学出版社最近出版的、李晓卿著的《湍动等离子体物理》,在介绍和研究湍动等离子体物理方面迈出了可喜的一步。它具有以下几个特点:1.系统性较强。60年代以来,湍动等离子体物理方面的研究成果,多是以研究报告的形式出现的,系统地进行论述的专著不多见。《湍动等离子体物理》在建立湍动等离子体物理的理论体系方面做出了成功的尝试。2.所含内容比较广泛。这部仅有28万字的专著除系统地论述了湍动等离子体物理的基本理论外,还     

中国聚变工程试验堆装置在电流猝灭过程中逃逸电流产生和抑制的数值模拟

中国聚变工程试验堆等离子体电流高达14 MA,等离子体破裂将产生大量逃逸电子,形成巨大的逃逸电流,如不抑制将对装置造成极大的损伤。本文利用托卡马克等离子体破裂的零维模型,数值计算了中国聚变工程试验堆在电流猝灭阶段Dreicer机制产生逃逸种子的雪崩倍增,获得了逃逸电流和逃逸动能随时间的演化关系,并与解析结果进行了对比。研究了影响电子雪崩过程逃逸电流的关键物理因素,发现破裂后等离子体电子温度、密度和有效电荷对逃逸种子电流的产生和逃逸电流的抑制有巨大影响。通过增加电子密度,从而增强碰撞耗散,可以有效抑制破裂后逃逸电流,这对选择合适的方法抑制破裂后的逃逸电子具有积极的意义。     

基于OFDR技术的胶结充填体内部应变演化试验

采用光频域反射光纤传感(optical frequency domain reflectometer, OFDR)技术，进行了充填体内部应变高精度测量室内试验，获得了不同胶结剂含量下的充填体在早期硬化过程中的内部应变演化规律和分布特征.结果表明：充填体内部应变演化受固体颗粒物理沉降和化学水化反应的共同作用，可分为物理沉降拉伸、水化放热膨胀、化学自收缩和基本保持稳定4个阶段；充填体内部应变分布前期主要呈上凸型曲线特征，随养护时间的增加，呈现多峰形曲线特征；OFDR技术能够实现充填体内部应变的高精度分布式测量，以及精细分析充填体的内部应变演化特征.     

2022年原子核物理科技热点回眸

作为连接微观粒子物理与介观原子分子物理的桥梁，核科学是一个广泛而多样的学科。从宇宙大爆炸后几个微秒内生成的夸克-胶子等离子体，到质子和中子的形成开始以及元素的合成与演化，再到天体核过程的恒星爆炸和中子星并合，原子核物理学是我们理解宇宙的基础。同时，经过百余年的发展，核物理领域仍有蓬勃的生命力，大量未知现象的发现与科技的发展为人类带来了新的机遇与挑战。简要回顾了2022年原子核物理科技发展的前沿与热点，其中不乏国内引领的优秀工作。而这些方向的突破也为基础科学的发展、国家安全的保障和其他社会应用开辟了新的途径。     

脉冲激光沉积(PLD)铜薄膜过程的模拟研究

通过对PLD技术中的等离子体的产生及传播理论的分析,对等离子体的传播规律及基片平面上粒子浓度、速度的分布进行了模拟研究;讨论了PLD技术中等离子体的输运机理,为PLD薄膜制备提供了理论参考。     

Hastelloy C-276合金脉冲激光焊接熔池流动行为分析

根据传热学和流体力学基本原理建立瞬态Nd:YAG脉冲激光焊接熔池三维数值分析模型,研究Hastelloy C-276合金薄板脉冲激光焊接过程中熔池液态金属流动的基本规律.利用Fluent软件,采用有限容积法求解控制方程,用SIMPLE算法处理压力与速度耦合.引入Ma来评价焊接熔池的流动特性,并指出了焊接熔池中出现重熔轮廓线的原因.通过与实测温度场对比,验证了所建模型的准确性.模拟分析表明:脉冲激光焊接过程中存在较微弱的Marangoni对流现象;牛顿剪切应力的存在使熔池表层流体对流剧烈.此模型可为Hastelloy C-276合金薄板脉冲激光焊接熔池流体流动行为分析提供理论依据.     

基于高速摄影术的聚焦Nd：YAG脉冲激光水下空化效应实验研究

采用高速摄影术准确记录聚焦脉冲Nd：YAG激光水下诱导空化泡动态变化进程,同时采用针式水听器探测空泡闭合或等离子体膨胀时辐射的冲击波信号.实验结果表明,当针式水听器端面和聚焦点间距逐渐减小时,相同实验条件下,探测到的声学信号个数增多且信号强度增强.激光脉冲结构、能量、脉宽等激光参数直接决定单个激光脉冲诱导空泡个数、形貌以及等离子体膨胀和空泡闭合时辐射的声学信号特性.实验结果可为短脉冲激光在临床医学上的运用提供理论与实践支持.     

基于自触发方法的脉冲激光雷达接收电路功率敏感特性研究

对自触发脉冲激光雷达接收电路中光电二极管在不同光照功率下的敏感特性进行了研究,通过对接收电路中光电二极管PN结空间电荷区宽度在不同光照功率下的变化进行了理论分析,得出了在接收电路中不同光照功率对于自触发脉冲激光测量周期和激光脉冲信号宽度的影响。针对这一现象通过基本方程进行了描述,并通过所设计的交错控制自触发脉冲激光雷达实验装置验证了理论分析的正确性。该实验方法可以证明出激光雷达接收电路在不同光照功率下,自触发脉冲激光测量周期和激光脉冲信号宽度会产生延时误差。     

脉冲激光诱导Zn/InP掺杂过程中温度分布的数值计算

脉冲激光诱导InP的Zn掺杂过程中，金属-半导体分界面附近的温度是影响掺杂浓度和掺杂深度的一个重要因素．确定材料的温度分布有利于合理选择激光功率、辐照时间等工艺参数使表面或界面达到预期的温度．本文分析了脉冲激光诱导InP掺杂Zn的过程，利用数值计算的方法，计算了在简化一维模型下激光辐照过程中材料的温度场分布，得到了材料表面温度、金属-半导体分界面温度与激光脉冲宽度的关系，两者都近似呈线性关系，表面温度和分界面温度相差不大，这与解析方法得到的结果基本相同．研究表明，通过数值方法给出材料中温度场分布情况，可以直接在普通的PC机上计算任意给定时刻材料表面温度和金属-半导体分界面的温度．     

激光溅射下聚甲基硅氧烷的结构重组

以脉冲激光溅射作用于聚甲基硅氧烷,产物经真空升华分离和重结晶,得到了一种产物的单晶。经Ｘ－射线晶体衍射测定确定了其为具有（ＣＨ３ＳｉＯ１．５）１０组成的硅氧烷,该种产物具有多环立体空间构型。结果表明,在脉冲激光的作用下,反应物的链状结构发生解离,并在等离子体条件下进行结构重组,生成了具有立体空间构型的产物。     

激等离子体线状光谱的辐射机制和时间演化过程分析

利用波长为1064nm、脉宽为10ns的脉冲激光烧蚀Hg0.8Cd0.2Te晶体表面,由光学多道分析仪（OMA）记录其激光等离子体的时间分辨光谱．通过对等离子体线状谱的演化分析得知：等离子体的膨胀过程是一个原子不断被激发的能量交换过程;线状谱的发射机制是碰撞激发．     

设计参数对脉冲等离子体推力器性能的影响

脉冲等离子体推力器的性能受电气参数、结构设计参数等方面的影响.针对脉冲等离子体推力器效率低的问题进行了理论分析并设计实验进行了验证,研究了设计参数与推力器性能之间的关系.结果表明,推力与放电电流有密切的关系,而脉冲等离子体推力器的电极间距、放电能量等设计参数对推力、放电电流等又有较大的影响.实验结果对设计高性能的推力器有参考价值.     

脉冲激光沉积(PLD)机理分析及其应用

脉冲激光沉积薄膜是近年来发展起来的使用范围最广,最有希望的制膜技术．该文阐述了脉冲激光沉积技术的机理、特点,薄膜生长主要包括三个过程：1)激光与物质相互作用产生等离子体;2)等离子体向基片扩散;3)等离子体中粒子在基片上生长薄膜．文章还分析了脉冲沉积过程中各主要沉积参数,如激光能量密度、沉积气压和衬底情况等对薄膜质量的影响,并介绍了其在制备半导体、高温超导、类金刚石、生物陶瓷薄膜等方面的应用。