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        1. 北京北信科遠(yuǎn)儀器有限責(zé)任公司

          主營(yíng)產(chǎn)品: 平原型空盒大氣壓計(jì),固液體比重計(jì)

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          高流強(qiáng)電子束在錐形SiO_2毛細(xì)管中的導(dǎo)向效應(yīng)

          2016-6-16  閱讀(619)

          圖i.所有裝置都固定在不銹鋼定位板上,整體置于超高真空靶室內(nèi),靶室真空好于1.0X10Pa.由LaB6電子槍產(chǎn)生電子束經(jīng)過(guò)兩級(jí)光闌準(zhǔn)直,光闌孔徑分別為1.0 mm,0.5mm,光闌相距10mm,各光闌都接有靈敏電流表。毛細(xì)管外用鋁箔包裹,以防止其外表面充電,毛細(xì)管出口處放置偏轉(zhuǎn)板,偏轉(zhuǎn)板后為1維位置靈敏探測(cè)器(PSFC)131,毛細(xì)管出口距探測(cè)器距離為50mm;探測(cè)器信號(hào)引出真空后由采集卡采集并由數(shù)據(jù)獲取軟件讀出2結(jié)果與討論在測(cè)量出射電子角分布之前,必須要等到出射電子產(chǎn)額達(dá)到穩(wěn)定,測(cè)量的結(jié)果才是可信的。在Stolterfoht小組的工1遇信-作者:于得洋(1976),男,博士,副研究員從事基于加速器的原子物理研究;1.yumlpcas.把。cn.h邱:"WWW.典型的出射電子角分布出射電子產(chǎn)額與時(shí)間的關(guān)系作中,使用的離子束流強(qiáng)在nA量級(jí),從束流開(kāi)啟直至探測(cè)器接收到穩(wěn)定信號(hào)需要約10min,說(shuō)明毛細(xì)管內(nèi)壁形成“導(dǎo)向電場(chǎng)”需要一定時(shí)間。本工作中由于電子束流強(qiáng)較高,束流開(kāi)啟后,大量電荷能快速沉積在毛細(xì)管內(nèi)表面形成導(dǎo)向電場(chǎng),因此幾乎在束流開(kāi)啟同時(shí),探測(cè)器上就接收到穩(wěn)定的信號(hào),即是位置靈敏探測(cè)器測(cè)得的典型的出射電子角分布譜,入射電子束能量1000eV,流強(qiáng)5.是能量1000eV、流強(qiáng)5. 15PA的電子入射時(shí),出射電子產(chǎn)額隨時(shí)間的變化。在10min內(nèi),電入射能量對(duì)電子傳輸效率的影響子產(chǎn)額在30.2nA左右,產(chǎn)額漲落小于10%.需說(shuō)明的是,采用1維位置靈敏探測(cè)器無(wú)法直接得到電子產(chǎn)額。而通過(guò)給出的1維角分布積分計(jì)算產(chǎn)額需要加入假設(shè),如角分布*符合高斯分布等,產(chǎn)生誤差。為避免這一情況,我們采用沒(méi)有位置分辨的法拉第筒直接測(cè)量出射總電流,此時(shí)不能得到電子角分布的信息,卻可準(zhǔn)確獲得出射電子的產(chǎn)額。

            束流在毛細(xì)管中的傳輸效率是表征導(dǎo)向能力的一個(gè)重要特征。傳輸效率的定義為:=/o//i,其中為入射電流,/.即為出射電子產(chǎn)額。將入射電流歸一化后,我們計(jì)算了能量在200~1200eV范圍內(nèi)電子束的傳輸效率如所示,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著入射能量的增加,電子的傳輸效率降低。

            3理論模型導(dǎo)向效應(yīng)示意圖根據(jù)導(dǎo)向效應(yīng)模型。其中:qf為出射粒子電荷態(tài),對(duì)于電子―1;Ep為入射電子動(dòng)能;Ug為毛細(xì)管內(nèi)壁沉積電荷形成的導(dǎo)向勢(shì),與入射流強(qiáng)有關(guān),在高入射流強(qiáng)下,管壁沉積電荷量達(dá)到飽和,故可以認(rèn)為Ug是常數(shù);在帶電粒子與微孔膜相互作用的實(shí)驗(yàn)中,定義為入射粒子與毛細(xì)管軸線的夾角,即入射角,在錐形管實(shí)驗(yàn)中,由于電子束共軸入射,定義為毛細(xì)管錐角。

            按導(dǎo)向效應(yīng)模型給出的出射粒子產(chǎn)額關(guān)系,對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的傳輸效率進(jìn)行了擬合,由于將q,Ug,均視為常數(shù),入射電流歸一化后,傳輸效率n僅與exp(―Ep)相關(guān),成負(fù)指數(shù)關(guān)系。從可以看出,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和根據(jù)導(dǎo)向效應(yīng)模型給出的擬合曲線符合的非常好。

            4結(jié)論利用高流強(qiáng)電子束入射單根錐形SiO2毛細(xì)管,觀察到電子的導(dǎo)向效應(yīng)。由于實(shí)驗(yàn)中電子束流強(qiáng)較大,毛細(xì)管內(nèi)壁能夠快速形成導(dǎo)向電場(chǎng),在mmin內(nèi)電子被穩(wěn)定的導(dǎo)弓丨出毛細(xì)管。利用位置靈敏法拉第筒測(cè)量了出射電子的1維角分布。通過(guò)對(duì)出射電子產(chǎn)額的測(cè)量,研究了入射能量對(duì)電子傳輸效率的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),入射能量越高,電子出射效率越低,傳輸效率與入射能量呈負(fù)指數(shù)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與導(dǎo)向效應(yīng)模型符合得很好。北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司。



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