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        1. 北京北信科遠儀器有限責任公司

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          高流強電子束在錐形SiO_2毛細管中的導向效應

          2016-6-16  閱讀(620)

          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,靶室真空好于1.0X10Pa.由LaB6電子槍產生電子束經過兩級光闌準直,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。毛細管外用鋁箔包裹,以防止其外表面充電,毛細管出口處放置偏轉板,偏轉板后為1維位置靈敏探測器(PSFC)131,毛細管出口距探測器距離為50mm;探測器信號引出真空后由采集卡采集并由數據獲取軟件讀出2結果與討論在測量出射電子角分布之前,必須要等到出射電子產額達到穩(wěn)定,測量的結果才是可信的。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額與時間的關系作中,使用的離子束流強在nA量級,從束流開啟直至探測器接收到穩(wěn)定信號需要約10min,說明毛細管內壁形成“導向電場”需要一定時間。本工作中由于電子束流強較高,束流開啟后,大量電荷能快速沉積在毛細管內表面形成導向電場,因此幾乎在束流開啟同時,探測器上就接收到穩(wěn)定的信號,即是位置靈敏探測器測得的典型的出射電子角分布譜,入射電子束能量1000eV,流強5.是能量1000eV、流強5. 15PA的電子入射時,出射電子產額隨時間的變化。在10min內,電入射能量對電子傳輸效率的影響子產額在30.2nA左右,產額漲落小于10%.需說明的是,采用1維位置靈敏探測器無法直接得到電子產額。而通過給出的1維角分布積分計算產額需要加入假設,如角分布*符合高斯分布等,產生誤差。為避免這一情況,我們采用沒有位置分辨的法拉第筒直接測量出射總電流,此時不能得到電子角分布的信息,卻可準確獲得出射電子的產額。

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

            3理論模型導向效應示意圖根據導向效應模型。其中:qf為出射粒子電荷態(tài),對于電子―1;Ep為入射電子動能;Ug為毛細管內壁沉積電荷形成的導向勢,與入射流強有關,在高入射流強下,管壁沉積電荷量達到飽和,故可以認為Ug是常數;在帶電粒子與微孔膜相互作用的實驗中,定義為入射粒子與毛細管軸線的夾角,即入射角,在錐形管實驗中,由于電子束共軸入射,定義為毛細管錐角。

            按導向效應模型給出的出射粒子產額關系,對實驗測得的傳輸效率進行了擬合,由于將q,Ug,均視為常數,入射電流歸一化后,傳輸效率n僅與exp(―Ep)相關,成負指數關系。從可以看出,實驗結果和根據導向效應模型給出的擬合曲線符合的非常好。

            4結論利用高流強電子束入射單根錐形SiO2毛細管,觀察到電子的導向效應。由于實驗中電子束流強較大,毛細管內壁能夠快速形成導向電場,在mmin內電子被穩(wěn)定的導弓丨出毛細管。利用位置靈敏法拉第筒測量了出射電子的1維角分布。通過對出射電子產額的測量,研究了入射能量對電子傳輸效率的影響。實驗發(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指數關系。實驗結果與導向效應模型符合得很好。北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司。



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