不同能量的高电荷态Ar~(12+)离子辐照对Au纳米颗粒尺寸的影响

报道了在兰州重离子加速器国家实验室电子回旋共振离子源原子物理实验平台上,在室温(293.15K)条件下,用固定剂量(4.3×1011/cm2)的高电荷态40Ar12+离子,辐照沉积在厚度为300nm的金膜表面上、平均直径约为35.3nm的Au纳米颗粒,使其大小发生改变的实验结果.实验中,通过改变入射离子的引出电压,选择不同的能量,利用原子力显微镜(AFM)对辐照前后颗粒的形态和大小进行表征,系统地研究了辐照后Au纳米颗粒的平均直径R与入射离子能量E的变化关系.同时利用碰撞混合模型、熟化(OR)和反熟化(IOR)模型对实验结果进行了详尽地定性讨论.实验和理论均表明:存在临界能量E*,当EE*时,R随E的增大而减小.

高电荷态离子Ar~(q+)与Nb作用产生的X射线谱

利用光谱技术在超导离子源SECRAL上研究了10~20keV·q的Arq+(q=16,17)离子入射在金属Nb表面产生的X射线谱.实验结果表明,高电荷态Ar16+离子在金属表面中性化过程中存在着多电子激发,Ar16+的K壳层电子被激发产生空穴,级联退激发射Ar的Kα特征X射线.Ar空心原子的K层发射X射线的强度随入射离子的动能减弱,靶原子Nb的L层发射X射线强度随入射离子动能的增加而增强.Ar17+单离子的Kα-X射线产额比Ar16+单离子的Kα-X射线产额大3个数量级.

~(40)Ar~(16+)入射金属表面的近红外光谱线发射

速度小于Bohr速度(vBhor=2.9×106m/s)的高电荷态离子40Ar16+(动能EK=150keV,速度v=8.5×105m/s)入射金属(Ni,Mo,Au和Al)表面,同时测量产生的Ar原子近红外光谱线和X射线谱.实验结果表明,低速高电荷态离子在金属表面俘获电子中性化,形成多激发态的Ar空心原子,空心原子退激辐射从近红外光谱线到X射线波段谱线,近红外光谱线辐射强度说明,低速高电荷态离子在金属表面中性化过程中,金属的功函数起着重要作用,进而验证了经典过垒模型.

高电荷态离子~(40)Ar~(q+)与Si表面作用中的电子发射产额

报道了在兰州重离子加速器国家实验室电子回旋共振离子源原子物理实验平台上,用高电荷态40Arq+(1≤q≤12)离子作用于半导体Si固体表面时的电子发射产额实验测量.实验中,通过改变炮弹离子的电荷态和引出电压选取其不同的势能和动能,系统地研究了入射离子势能沉积和与其在固体中的电子能损对表面电子发射产额的贡献.结果表明,作为引起表面电子发射的两个主要因素,单离子的电子发射产额与炮弹离子在固体表面的势能沉积和电子能损都有近似的正比关系.

~(40)Ar~(10+)激发半导体功能材料P-Si表面的激发光谱

报道了用ECR离子源的高电荷态离子~(40)Ar~(10+)入射到p型Si表面的实验研究,通过实验测量到的Si原子和Si~(2+)离子的200nm-1000nm光谱,研究了谱线产生的机理。实验结果表明:低速高电荷态离子与固体表面相互作用中,可有效地激发原子和离子的特征谱线,分析了这一现象和相互作用过程的发光机理。

~(40)Ar~(10+)轰击Al和Si固体表面形成的200～1000nm光谱

报道了利用兰州重离子加速器国家实验室ECR离子源提供的高电荷态离子~(40)Ar~(10+)入射到Al和p型Si表面所产生的Al,Si,Ar原子的200～1000nm特征光谱的实验测量结果。结果表明,低速高电荷态离子与团体表面原子相互作用可有效地激发靶原子和靶离子的特征谱线,而且由于发射二次电子的无辐射退激与辐射光子退激过程的竞争,使得在p型Si表面上Ar原子的光谱强度总体大于在Al表面上的光谱强度。

35MeV/u~(36)Ar+~(124)Sn反应中类弹产物的同位素分布特性

测量了 35MeV u36Ar +12 4 Sn反应中 5 .3°处类弹产物的同位素分布 ,观察到随着出射动能的增加 ,产物的平均中质比逐渐减小而接近弹核的平均中质比 .同位旋相关的量子分子动力学计算表明 ,随着反应时间的增加 ,类弹产物的平均出射动能逐渐减小而平均N Z值则逐渐增大 .另外 ,碰撞参数也影响类弹产物的同位素组成 :随着碰撞参数的减小 ,类弹产物的平均N Z值减小 .

35MeV/u~(40)Ar+~(197)Au反应中复合核的激发能与温度

利用大面积位置灵敏气体探测器对 35MeV u4 0Ar +197Au反应中形成的裂片进行了符合测量 ,由此得到了裂变复合核的速度分布 .在大质量转移假设下扣除前平衡发射粒子的影响 ,得到复合核的激发能 .另外利用望远镜探测器对反应中出射的轻带电粒子也进行了符合测量 ,并由后角α ,p ,d ,t的能谱提取了复合核的温度 .温度与激发能的关系没有表现出理论预言的相变特征 .

30MeV/u~(40)Ar+~(112,124)Sn反应中的同位素产额比与核温度

系统研究了 3 0MeV u40 Ar+ 1 1 2 ,1 2 4 Sn反应中的轻粒子同位素产额比随角度和初始激发能的变化关系 .对于两个反应体系 ,均观察到3He 4He和6Li 7Li的产额比随角度的增加而增加 ,6He 4He和8Li 7Li随角度的增加而减小 .统计发射的运动学效应不能完全符合实验结果 .各种单同位素产额比与靶核的N Z比有关 ,表现出同位旋效应 ,而由双同位素比提取的核温度几乎没有靶核相关性

35MeV/u~(40)Ar+~(197)Au反应中热核的碎裂密度

许多提取核反应过程中熵产生的方法只适用于高能核反应过程 ,而约化d的产额方法可以用于较低能量的重离子核反应中 .对于 3 5MeV/u40 Ar+ 197Au的核反应过程 ,利用这种方法所得的熵和约化带电粒子多重性提取的熵结果一致 .对于后角热核发射体系 ,实验提取的核温度为 ( 4.7± 1 .2 )MeV ,熵为S/A =2 .5± 0 .5,根据实验提取的熵和核温度可以确定其碎裂密度小于 0 .1 ρ0

30MeV/u~(40)Ar+~(112,124)Sn反应后角能谱温度的同位旋效应

在 30MeV/u4 0 Ar +112 ,12 4 Sn反应中用平行板雪崩计数器实现了前冲余核的测量 .在不同的线性动量转移下用运动源模型拟合了后角的3 He,α和6He能谱 ,发现3 He的能谱斜率温度在12 4 Sn系统中高于112 Sn系统 ,而6He的温度在112 Sn系统中更高 ,α粒子在两个系统中没有明显差别 .用热核粒子蒸发过程衰变道的选择性对这种同位旋相关性进行了解释 .GEMINI的计算不能重现实验结果

35MeV/u~(36,40)Ar+~(112,124)Sn反应中同位旋自由度的弛豫

35MeV/u 36 ,40　Ar+ 112 ,12 4Sn反应中 ,在前角 5°和 2 0°观测到丰中子核与稳定核的产额比随粒子出射动能的增加而减小 ,而缺中子核与稳定核的产额比随动能的增加而增加 .对于某种元素 ,随着动能的减小 ,其平均中质比逐渐由弹核N/Z向靶核N/Z过渡 .这些现象表明在这样的入射能量下 ,周边或近周边碰撞过程中同位旋自由度没有完全达到平衡 .这种行为对两个靶核系统是相似的 ,但是同位素产额比的绝对值在 5°没有靶核相关性 ,而在 2 0°处却表现出明显的靶核相关性 .

25MeV/u~(40)Ar+~(115)In反应碎片和轻带电粒子能量关联

通过对 ２５ＭｅＶ／ｕ４０Ａｒ＋１１５ Ｉｎ反应 θｌａｂ＝ １５°的邻近几何条件下的轻带电粒子和出射碎片之间的关联测量，观察到了两体相继衰变机制的存在．其中，轻带电粒子和碎片的关联角度谱在小角度成峰，最可几角度约２°左右；轻带电粒子能谱峰位，随关联对的质量增加而逐渐增高；质量较轻的原始产物容易受到激发，通过发射轻带电粒子而衰变成轻中等质量碎片．在两体相继衰变中，原始激发产物发射重质量的轻带电粒子的产额或几率要大于质量轻的轻带电粒子，具体测量发现，与轻带电粒子１１，２１Ｈ，３１Ｈ和ａ粒子关联的碎片（Ｚｆ＝４—１４）总的产额比为１：１．３：１．７８：７．５７．

25MeV/u~(40)Ar+~(115)In反应碎片和轻带电粒子的方位角关联

在２５ＭｅＶ／ｕ４０Ａｒ＋１１５Ｉｎ反应的在平面和出平面大角度关联测量中，提取了碎片和α粒子之间的方位角关联函数和方位角非对称性因子．φ＝９０时，方位角关联函数呈现为最小值，表明在集体类转动效应影响下，反应产生的轻带电粒子和碎片优先在反应平面内发射．随着关联对质量的增加，在平面关联粒子的发射相对于束流轴不对称性逐渐增大．随着关联对质量的增加，相继衰变和粒子末态相互作用对φ＝０的关联粒子对方位角关联函数值的影响逐渐降低并直至消失，同时集体转动效应增强，方位角非对称性增加．

35MeV/u~(40)Ar+~(197)Au反应中热核的统计发射研究

利用硅半导体＋ＣｓＩ（Ｔ１）闪烁体望远镜测量３５ＭｅＶ／ｕ４０Ａｒ＋１９７Ａｕ中发射的轻带电粒子，用能谱斜率方法和双同位素产额比方法提取了核温度参量．研究了热核发射过程中的统计发射规律．