部分电离等离子体是惯性约束聚变燃料及天体等离子体中的重要组成部分,该等离子体的输运及流体力学等性质受到束缚电子的显著影响,然而当前基于光谱学的技术手段难以对其进行高精度诊断.本文基于中国科学院近代物理研究所低能离子束与...部分电离等离子体是惯性约束聚变燃料及天体等离子体中的重要组成部分,该等离子体的输运及流体力学等性质受到束缚电子的显著影响,然而当前基于光谱学的技术手段难以对其进行高精度诊断.本文基于中国科学院近代物理研究所低能离子束与等离子体相互作用实验平台,精确测量了100 ke V质子束穿过部分电离氢等离子体靶后的能损,该能损是质子同靶区内自由电子与束缚电子碰撞共同作用的结果.利用已有的能损理论模型,结合激光干涉诊断获得的自由电子密度信息,最终得到了部分电离氢等离子体靶中沿离子路径上的束缚电子密度,并给出了该等离子体的离化度参数.该离子束诊断技术具有在线、原位、分辨率高等优势,为解决部分电离等离子体内部束缚电子密度的诊断问题提供了新的途径.展开更多
作为地球磁层中一种分布广泛的电磁波,电磁离子回旋波(Electromagnetic ion cyclotron waves,简称EMIC波)是地球辐射带相对论电子的重要损失机制.EMIC波通常呈现H+、He+和O+三种不同频段,不同频段对相对论电子的散射效应和损失时间尺度...作为地球磁层中一种分布广泛的电磁波,电磁离子回旋波(Electromagnetic ion cyclotron waves,简称EMIC波)是地球辐射带相对论电子的重要损失机制.EMIC波通常呈现H+、He+和O+三种不同频段,不同频段对相对论电子的散射效应和损失时间尺度大不相同.准线性理论是定量分析不同频段EMIC波对地球辐射带相对论电子散射效应的重要工具,我们利用基于准线性理论开发的Full Diffusion Code(FDC),分别计算了H^(+)、He^(+)、O^(+)三种频段EMIC波在不同空间范围、背景等离子体条件以及不同传播角模型下对辐射带相对论电子的弹跳平均投掷角散射系数,建立了L=1.5~7,背景等离子体参数α*(=f_(pe)/f_(ce))=6~30范围内的多频段EMIC波电子散射系数矩阵库.进而,我们计算了辐射带相对论电子在不同频段EMIC波散射作用下的损失时间尺度,获得了在不同磁层条件下EMIC波损失沉降相对论电子的定量信息.这些结果对于提升地球辐射带动力学过程建模水平、开展辐射带空间天气预报具有重要价值.展开更多
本文介绍了近年来发展的四维电子能量损失谱(four-dimensional electron energy loss spectroscopy,4D-EELS)方法的原理及在界面晶格动力学研究方面的应用。详细阐述了四维电子能量损失谱数据采集的需求、方案设计、技术特点等,并对比...本文介绍了近年来发展的四维电子能量损失谱(four-dimensional electron energy loss spectroscopy,4D-EELS)方法的原理及在界面晶格动力学研究方面的应用。详细阐述了四维电子能量损失谱数据采集的需求、方案设计、技术特点等,并对比了该方法与其它散射谱学方法,尤其是振动谱学技术的主要优缺点。该方法的主要特点是在具有较高能量分辨率的同时,可以分别实现较高的空间、动量分辨能力,也可以通过调整实验参数灵活地在二者间取得平衡,从而将色散测量的空间分辨率提高至纳米量级。这一方法的发展使得声子色散的测量不再依赖于中子散射、同步辐射等大科学装置,也不再局限于大单晶样品的测量,能够实现对单个纳米结构甚至单原子尺寸的界面进行色散测量。展开更多
文摘部分电离等离子体是惯性约束聚变燃料及天体等离子体中的重要组成部分,该等离子体的输运及流体力学等性质受到束缚电子的显著影响,然而当前基于光谱学的技术手段难以对其进行高精度诊断.本文基于中国科学院近代物理研究所低能离子束与等离子体相互作用实验平台,精确测量了100 ke V质子束穿过部分电离氢等离子体靶后的能损,该能损是质子同靶区内自由电子与束缚电子碰撞共同作用的结果.利用已有的能损理论模型,结合激光干涉诊断获得的自由电子密度信息,最终得到了部分电离氢等离子体靶中沿离子路径上的束缚电子密度,并给出了该等离子体的离化度参数.该离子束诊断技术具有在线、原位、分辨率高等优势,为解决部分电离等离子体内部束缚电子密度的诊断问题提供了新的途径.
文摘本文介绍了近年来发展的四维电子能量损失谱(four-dimensional electron energy loss spectroscopy,4D-EELS)方法的原理及在界面晶格动力学研究方面的应用。详细阐述了四维电子能量损失谱数据采集的需求、方案设计、技术特点等,并对比了该方法与其它散射谱学方法,尤其是振动谱学技术的主要优缺点。该方法的主要特点是在具有较高能量分辨率的同时,可以分别实现较高的空间、动量分辨能力,也可以通过调整实验参数灵活地在二者间取得平衡,从而将色散测量的空间分辨率提高至纳米量级。这一方法的发展使得声子色散的测量不再依赖于中子散射、同步辐射等大科学装置,也不再局限于大单晶样品的测量,能够实现对单个纳米结构甚至单原子尺寸的界面进行色散测量。