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100-keV质子在聚碳酸酯微孔膜中传输的动态演化过程

周旺 牛书通 闫学文 白雄飞 韩承志 张鹛枭 周利华 杨爱香 潘鹏 邵剑雄 陈熙萌

100-keV质子在聚碳酸酯微孔膜中传输的动态演化过程

周旺, 牛书通, 闫学文, 白雄飞, 韩承志, 张鹛枭, 周利华, 杨爱香, 潘鹏, 邵剑雄, 陈熙萌
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  • 本工作测量了100 keV质子穿过倾角为+1的聚碳酸酯(PC)纳米微孔膜后, 出射粒子电荷态、位置的分布以及相对穿透率随时间的演化. 实验发现, 100 keV(E/q约为100 kV)质子穿过绝缘纳米微孔的物理机理与keV能区的导向过程有根本的不同. 在实验测量初期, 微孔内部无电荷沉积, 质子主要通过在微孔内表面以下的多次随机二体碰撞过程为主要传输机理; 而当充放电平衡后, 微孔内部有明显的电荷斑, 主要传输机理为电荷斑辅助的表面以上(或近表面)的镜面散射行为. 这一物理图像使质子穿过微孔的物理认识更加深入和完整, 也将促进百千电子伏质子微束的应用.
    [1]

    Steinbock L J, Otto O, Chimerel C, Gornall J, Keyser U F 2010 Nano Lett. 10 2493

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    Ltant S E, van Buuren T W, Terminello L J 2004 Nano Lett. 4 1705

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    Iwai Y, Ikeda T, Kojima T M, Yamazaki Y, Maeshima K, Imamoto N, Kobayashi T, Nebiki T, Narusawa T, Pokhil G P 2008 Appl. Phys. Lett. 92 023509

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    Martin C R 1994 Science 266 1961

    [5]

    Stolterfoht N, Bremer J H, Hoffmann V, Hellhammer R, Fink D, Petrov A, Sulik B 2002 Phys. Rev. Lett. 88 133201

    [6]

    Ikeda T, Kanai Y, Kojima T M, Iwai Y, Kambara T, Yamazaki Y, Hoshino M, Nebiki T, Narusawa T 2006 Appl. Phys. Lett. 89 163502

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    Cassimi A, Ikeda T, Maunoury L, Zhou C L, Guillous S, Mery A, Lebius H, Grygiel A, C, Khemliche H, Roncin P, Merabet H, Tanis J A 2012 Phys. Rev. A 86 062902

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    Stolterfoht N, Hellhammer R, Bundesmann J, Fink D, Kanai Y, Hoshino M, Kambara T, Ikeda T, Yamazaki Y 2007 Phys. Rev. A 76 022712

    [9]

    Stolterfoht N, Hellhammer R, Fink D, Sulik B, Juhsz Z, Bodewits E, Dang H M, Hoekstra R 2009 Phys. Rev. A 79 022901

    [10]

    Skog P, Zhang H Q, Schuch R 2008 Phys. Rev. Lett. 101 223202

    [11]

    Zhang H Q, Skog P, Schuch R 2010 Phys. Rev. A 82 052901

    [12]

    Cassimi A, Maunoury L, Muranaka T, Huber B, Dey K R, Lebius H, Lelivre D, Ramillon J M, Been T, Ikeda T, Kanai Y, Kojima T M, Iwai Y, Yamazaki Y, Khemliche H, Bundaleski N, Roncin P 2009 Nucl. Instrum. Meth. B 267 674

    [13]

    Juhsz Z, Sulik B, Rcz R, Biri S, J Bereczky R, Tksi K, Kvr , Plinks J, Stolterfoht N 2010 Phys. Rev. A 82 062903

    [14]

    Schiessl K, Tksi K, Solleder B, Lemell C, Burgdrfer J 2009 Phys. Rev. Lett. 102 163201

    [15]

    Milosavljević A R, Vkor G, Peić Z D, Kolarž P, ević D, Marinković B P, Mtfi-Tempfli S, Mtfi-Tempfli M, Piraux L 2007 Phys. Rev. A 75 030901

    [16]

    Das S, Dassanayake B S, Winkworth M, Baran J L, Stolterfoht N, Tanis J A 2007 Phys. Rev. A 76 042716

    [17]

    Feng D, Shao J X, Zhao L, Ji M C, Zou X R, Wang G Y, Ma Y L, Zhou W, Zhou H, Li Y, Zhou M, Chen X M 2012 Phys. Rev. A 85 064901

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    Hasegawa J, Jaiyen S, Polee C, Chankow N, Oguri Y 2011 J. Appl. Phys. 110 044913

    [19]

    Mo D 2009 Ph. D. Dissertation (Lanzhou: Institute of Moden Physice. Chiese Academy of Sciences) (in Chinese) [莫丹 2009 博士学位论文(兰州: 中国科学院近代物理研究所)]

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    Stolterfoht N, Hellhammer R, Sulik B, Juhsz Z, Bayer V, Trautmann C, Bodewits E, Hoekstra R 2011 Phys. Rev. A 83 062901

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    Stolterfoht N, Hellhammer R, Fink D, Sulik B, Juhsz Z, Bodewits E, Dang H M, Hoekstra R 2009 Phys. Rev. A 79 022901

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    Zhang H Q, Skog P, Schuch R 2010 Phys. Rev. A 82 052901

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    Das S, Dassanayake B S, Winkworth M, Baran J L, Stolterfoht N, Tanis J A 2007 Phys. Rev. A 76 042716

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  • [1] 白雄飞, 牛书通, 周旺, 王光义, 潘鹏, 方兴, 陈熙萌, 邵剑雄. 20 keV质子在聚碳酸酯微孔膜中传输的动态演化过程. 物理学报, 2017, 66(9): 093401. doi: 10.7498/aps.66.093401
    [2] 陈熙萌, 娄凤君, 徐进章, 绍剑雄, 孙光智, 王俊, 席发元, 尹永智, 王兴安, 徐俊奎, 崔莹, 丁宝卫, 陈益峰. Al2O3微孔膜对60 keV O+离子的“导向”效应. 物理学报, 2010, 59(1): 222-226. doi: 10.7498/aps.59.222
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    [20] 刘曼. 高斯型弱散射屏产生的像面散斑场的分布特性研究. 物理学报, 2013, 62(9): 094204. doi: 10.7498/aps.62.094204
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-17
  • 修回日期:  2016-03-07
  • 刊出日期:  2016-05-20

100-keV质子在聚碳酸酯微孔膜中传输的动态演化过程

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11174116,11175075)资助的课题.

摘要: 本工作测量了100 keV质子穿过倾角为+1的聚碳酸酯(PC)纳米微孔膜后, 出射粒子电荷态、位置的分布以及相对穿透率随时间的演化. 实验发现, 100 keV(E/q约为100 kV)质子穿过绝缘纳米微孔的物理机理与keV能区的导向过程有根本的不同. 在实验测量初期, 微孔内部无电荷沉积, 质子主要通过在微孔内表面以下的多次随机二体碰撞过程为主要传输机理; 而当充放电平衡后, 微孔内部有明显的电荷斑, 主要传输机理为电荷斑辅助的表面以上(或近表面)的镜面散射行为. 这一物理图像使质子穿过微孔的物理认识更加深入和完整, 也将促进百千电子伏质子微束的应用.

English Abstract

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