质谱仪用分离打拿极电子倍增器结构优化

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作者 李娜 刘利 +5 位作者 李洁 贠新团 刘虎林 刘碧野 吴胜利 胡文波 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1033-1039,共7页

设计了一种用于质谱仪的19级分离打拿极电子倍增器的结构,构建了器件结构模型,仿真研究了打拿极和收集极的关键结构参数及末级分压电阻阻值对电子倍增器增益的影响,通过分析器件内部电场分布和电子运动轨迹,探究了影响机理,在此基础上... 设计了一种用于质谱仪的19级分离打拿极电子倍增器的结构,构建了器件结构模型,仿真研究了打拿极和收集极的关键结构参数及末级分压电阻阻值对电子倍增器增益的影响,通过分析器件内部电场分布和电子运动轨迹,探究了影响机理,在此基础上对打拿极和收集极的结构及末级分压电阻进行了优化。仿真结果表明,当第3打拿极左侧壁长度和收集极顶部长度分别为2.35 mm和1.9 mm并且末级分压电阻阻值为0.7 MΩ时,可以使第3打拿极和收集极获得较高的电子收集效率,从而使电子倍增器在1800 V和2500 V工作电压下的增益分别达到3.70×10^(4)和5.09×10^(7),在1800 V电压下单电子脉冲上升时间和脉冲宽度分别达到2.38 ns和3.21 ns。设计的电子倍增器在增益和时间特性上达到了目标要求。 展开更多

关键词 质谱仪 电子倍增器 二次电子发射 数值模拟

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电子辐照介质材料二次电子发射系数与能谱测量数据库 被引量：4

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作者 王芳 黎东杰 +3 位作者 翁明 封国宝 曹猛 张洪太 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1142-1156,共15页

电子辐照电介质材料的二次电子发射特性是影响各类真空电子器件与设备性能的重要参数,本文对电子束辐照下二十余种常用的典型介质材料的二次电子发射特性进行了实验测量研究。采用收集极负偏压法测量二次电子发射系数(SEY),通过给二次... 电子辐照电介质材料的二次电子发射特性是影响各类真空电子器件与设备性能的重要参数,本文对电子束辐照下二十余种常用的典型介质材料的二次电子发射特性进行了实验测量研究。采用收集极负偏压法测量二次电子发射系数(SEY),通过给二次电子收集极加载不同的偏压来引导二次电子的运动,实现对积累电荷的中和,实验获得了介质材料的SEY随着入射电子能量变化的曲线,以及SEY最大值σ_(max)、第一、第二临界能量E1、E2等特征参数。采用高分辨率筒镜型电子能谱仪测量了电子束脉冲序列辐照介质材料的二次电子能谱,得到不同入射电子能量条件下的二次电子能谱分布曲线,以及真二次电子峰半高宽参数。通过实验测量建立了常用介质材料二次电子发射特性数据库,该结果将为介质材料二次电子发射的各类应用提供重要参考。 展开更多

关键词 介质 二次电子 二次电子发射系数 能谱

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用于高功率微波器件粒子模拟的三维柱坐标系共形网格生成技术

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作者 张磊 翁明 +1 位作者 王玥 蒋铭 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期180-186,共7页

基于面向对象的C++语言研制三维柱坐标共形网格生成程序,对束-场互作用器件作共形网格剖分,为粒子模拟算法提供积分线元、面元。通过定义三维柱坐标网格体系如网格步长、网格索引、守护网格层、包围盒等数据,使模型的空间信息能转换成... 基于面向对象的C++语言研制三维柱坐标共形网格生成程序,对束-场互作用器件作共形网格剖分,为粒子模拟算法提供积分线元、面元。通过定义三维柱坐标网格体系如网格步长、网格索引、守护网格层、包围盒等数据,使模型的空间信息能转换成柱坐标网格信息。将轴上网格单元作特殊处理,使粒子模拟算法形式在轴上网格和在非轴上网格上保持一致。利用射线跟踪法得到属于模型子面、模型棱边的离散边界点,接着通过拓扑关系获得模型的顶点,保存上述三类离散边界点的拓扑信息和网格信息。将构建的基础网格元与边界点信息耦合,在离散网格体系中重构模型。用该共形网格剖分技术对相对论磁控管进行剖分,能够识别该磁控管的透明阴极、阳极和谐振腔等结构。 展开更多

关键词 粒子模拟 三维柱坐标 网格剖分 射线跟踪 共形技术

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真空电子学太赫兹源的三维粒子模拟建模

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作者 保荣 王洪广 +1 位作者 李永东 刘纯亮 《真空电子技术》 2019年第6期23-28,54,共7页

太赫兹源是太赫兹技术发展应用的关键瓶颈之一,在太赫兹频段的低频一侧,真空电子学太赫兹源具有优势。对真空电子学太赫兹源的粒子模拟是设计和研制这类器件的重要手段,因此,关注粒子模拟的有效性,研究器件三维粒子模拟建模过程中的问... 太赫兹源是太赫兹技术发展应用的关键瓶颈之一,在太赫兹频段的低频一侧,真空电子学太赫兹源具有优势。对真空电子学太赫兹源的粒子模拟是设计和研制这类器件的重要手段,因此,关注粒子模拟的有效性,研究器件三维粒子模拟建模过程中的问题十分必要。本文以两种典型的太赫兹契伦科夫器件--太赫兹返波管和太赫兹行波管为例,讨论了器件粒子模拟模型中网格尺寸和宏粒子权重这两个关键参数对模拟结果的影响,进而给出了两个参数的合理选取方法,以供研究者们在对器件进行三维粒子模拟建模时参考。 展开更多

关键词 太赫兹 真空电子器件 粒子模拟 网格剖分 宏粒子权重

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基极触发的雪崩晶体管导通机理 被引量：1

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作者 王欢 乔汉青 +4 位作者 程骏 胡龙 李昕 王翔宇 方旭 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第5期432-441,共10页

为研究基极触发的雪崩晶体管导通机理,建立了雪崩晶体管(n+⁃p⁃n⁃n+掺杂结构)的准三维器件模型和实验测试电路。研究了雪崩晶体管的温度分布特征,导通结束后器件最高温度约为417 K,位于电流通道内n⁃n+边界处。当集电极电压为300 V、基极... 为研究基极触发的雪崩晶体管导通机理,建立了雪崩晶体管(n+⁃p⁃n⁃n+掺杂结构)的准三维器件模型和实验测试电路。研究了雪崩晶体管的温度分布特征,导通结束后器件最高温度约为417 K,位于电流通道内n⁃n+边界处。当集电极电压为300 V、基极触发电压为2.4 V时,仿真和实验获得的脉冲上升时间分别为2.4 ns、2.5 ns,半高宽(FWHM)分别为6.2 ns、5.8 ns,仿真和实验结果基本一致。研究结果表明:高触发脉冲电压幅值会加速晶体管内部电场的重建过程,从而缩短延迟时间,提高晶体管响应速度;负载阻抗会影响器件导通通道尺寸,负载阻抗减小时,电流密度提升,器件通过缩窄通道来提高通道内电流密度,宏观导通电阻降低。 展开更多

关键词 雪崩晶体管 超宽带(UWB)脉冲 雪崩击穿 碰撞电离 物理参数模型

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仿生声学超材料的声波控制及水下应用研究进展 被引量：1

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作者 王兆宏 罗怡坤 楚杨阳 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第7期1234-1247,1274,共15页

声学超构材料作为一种新型的人工结构材料,拥有天然材料所不具备的超常物理特性,比如:负质量、负刚度等。声学超材料通过对其声学特性参数的研究和控制可以实现声隐身、波束控制等功能。与传统声学材料相比,声学超材料具有设计性强、拓... 声学超构材料作为一种新型的人工结构材料,拥有天然材料所不具备的超常物理特性,比如:负质量、负刚度等。声学超材料通过对其声学特性参数的研究和控制可以实现声隐身、波束控制等功能。与传统声学材料相比,声学超材料具有设计性强、拓展性强等优点,可以突破传统声学材料的物理极限,为小尺寸、轻量化结构解决低频减震降噪、低频宽带声波控制等瓶颈问题提供新思路。仿生学是利用生物学原理发展起来的新兴学科。将仿生学与声学超材料相结合,国内外学者开展了大量的研究工作,尤其在空气动力学及流体动力学降噪方面取得了卓越的研究成果。本文简要回顾过去几十年仿生声学超材料的研究进展,并介绍了相关的代表性工作,期望未来仿生声学超材料能够在低频声波控制、水下应用等方面发挥更大的作用和优势。 展开更多

关键词 声学超材料 仿生学 气动声学 降噪 低频

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三维共形电磁粒子模拟技术研究 被引量：1

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作者 王玥 李永东 +1 位作者 蒋铭 王洪广 《真空电子技术》 2019年第6期12-22,共11页

CEMPIC为基于面向对象的C++语言所研制的用于真空电子学器件设计与验证的电磁粒子模拟软件,通过MPI消息传递机制实现了区域分解后相邻计算区域之间的信息通讯,具备大规模高效并行计算能力。在前处理方面,CEMPIC软件基于开源的计算机辅... CEMPIC为基于面向对象的C++语言所研制的用于真空电子学器件设计与验证的电磁粒子模拟软件,通过MPI消息传递机制实现了区域分解后相邻计算区域之间的信息通讯,具备大规模高效并行计算能力。在前处理方面,CEMPIC软件基于开源的计算机辅助设计函数库OpenCascade实现了复杂几何模型的构建,并基于射线跟踪法实现了高效、准确的共形网格剖分。在核心算法方面,CEMPIC基于保辛格式的共形电磁电磁场算法,能够准确求解弯曲边界处的电磁场值,并在很大程度上消除了粒子模拟中数值上虚拟的Cherenkov辐射;采用了三步Boris积分法提高了求解描述粒子运动的Lorentz力方程的精度;采用了满足电荷守恒的高阶权重分配和插值算法,使得算法体系能够满足离散的Gauss定理;采用了高阶的数值滤波技术,减低了由权重分配算法所产生的数值噪声。为验证CEMPIC软件的算法体系的正确性、匹配性以及软件的计算能力,采用CEMPIC软件对典型的高功率微波器件进行了模拟计算和验证。 展开更多

关键词 粒子模拟 共形 辛积分 Boris推进 Cherenkov辐射 数值滤波 粒子轨迹跟踪 模式成分分析

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关于声学超构材料名词术语的探讨 被引量：6

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作者 黄唯纯 颜士玲 +12 位作者 李鑫 卢明辉 李勇 王兆宏 张燕妮 吴生提 郭宇春 范强 钱斯文 张和伟 孙亚轩 卢成绪 陈延峰 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-6,20,21,共8页

近30年来,声学超构材料领域的理论与技术不断成熟与完善。以增材制造技术、飞秒激光加工等为代表的各种先进制造技术的发展,为复杂的声学超构材料的数字化设计制造奠定了基础,极大地推动了这类材料的实用化进程。这些发展吸引了学术界... 近30年来,声学超构材料领域的理论与技术不断成熟与完善。以增材制造技术、飞秒激光加工等为代表的各种先进制造技术的发展,为复杂的声学超构材料的数字化设计制造奠定了基础,极大地推动了这类材料的实用化进程。这些发展吸引了学术界和产业界对声学超构材料的极大关注,因此,研讨声学超构材料领域的一些基本术语和概念,以方便学术界、研究机构和企业界之间的交流、沟通和讨论是十分必要的。从基础研究的科学概念出发,探讨了声学超构材料的定义、分类及其标准、研究手段与应用方向等有关声学超构材料的名词与术语,希望能够为建立声学超构材料有关技术标准提供一些有益的建议,供有兴趣的专家参考。 展开更多

关键词 声学超构材料 定义 分类标准 研究手段 方法论 应用方向

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锡基钙钛矿太阳能电池研究进展 被引量：7

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作者 李淏淼 董化 +1 位作者 李璟睿 吴朝新 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第4期27-43,共17页

自2009年以来,有机-无机卤化物钙钛矿因其独特的光学和电学性能,在光电材料领域受到了广泛的研究,尤其是Pb基的卤化物钙钛矿太阳能电池,目前光电转换效率高达创纪录的约25.2%,显示出强大的商业化潜力。然而,Pb元素的毒性及因而导致的环... 自2009年以来,有机-无机卤化物钙钛矿因其独特的光学和电学性能,在光电材料领域受到了广泛的研究,尤其是Pb基的卤化物钙钛矿太阳能电池,目前光电转换效率高达创纪录的约25.2%,显示出强大的商业化潜力。然而,Pb元素的毒性及因而导致的环境隐患问题,一直是其产业化过程中的顾虑之一。因此,寻求能替代Pb的环境友好的元素,是一个十分重要的课题。Pb基钙钛矿材料优异的光电特性来源于Pb^(2+)的最外层6s2孤对电子,与Pb元素同主族的Sn元素能够形成三维钙钛矿结构且同样具有惰性5s2外层电子结构,因而是替代Pb的首选。本文系统地介绍了Sn基钙钛矿的光学和电学性质,并从薄膜制备方法和不同的器件结构方面介绍Sn基钙钛矿太阳能电池的最新进展。 展开更多

关键词 Sn基 有机/无机钙钛矿 太阳能电池 成膜方法 器件结构

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声学超表面及其声波调控特性研究

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作者 楚杨阳 王兆宏 蔡成欣 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期48-56,21,共10页

声学超材料作为近年来研究的一个新兴领域,极大地拓宽了声学材料在各个领域的应用,声学超表面作为声学超材料的一个分支,近几年也受到了国内外研究者的广泛关注。声学超表面是一种由超材料结构单元阵列构成的基于亚波长尺寸的新型声学... 声学超材料作为近年来研究的一个新兴领域,极大地拓宽了声学材料在各个领域的应用,声学超表面作为声学超材料的一个分支,近几年也受到了国内外研究者的广泛关注。声学超表面是一种由超材料结构单元阵列构成的基于亚波长尺寸的新型声学超材料,能够利用广义Snell定理实现对反射声波或透射声波的定向调控,具有利用亚波长厚度调控声波的独特优势。由于其具有结构简单、物理特性丰富独特、对声波灵活有效调控等特点,成为了超材料研究中的热点课题。从超表面的概念出发,以折叠空间型超表面、五模式超表面、非结构化超表面为基础,详细介绍了几种常见结构单元的设计方法,及其对声波调控的物理机制,实现诸如负折射、声聚焦及声非对称传输等功能。此外,简略探讨了声学超表面有待解决的问题,以期为后续研究提供参考。 展开更多

关键词 声学超表面 折叠空间型超表面 五模式超表面 非结构化超表面 声波调控

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基于图像识别算法的金刚石表面飞秒激光损伤阈值自动测量方法

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作者 张大琪 钟云 +4 位作者 陈涛 张雨 师宇斌 司金海 侯洵 《光子学报》 2025年第3期94-106,共13页

针对金刚石等材料表面激光损伤阈值测量的需求,提出基于图像识别算法的飞秒激光损伤阈值自动测量方法。通过对损伤结构的显微图像灰度化、二值化、傅立叶滤波去噪结合损伤区域边界自动提取算法实现损伤结构的自动识别和其面积的自动测量... 针对金刚石等材料表面激光损伤阈值测量的需求,提出基于图像识别算法的飞秒激光损伤阈值自动测量方法。通过对损伤结构的显微图像灰度化、二值化、傅立叶滤波去噪结合损伤区域边界自动提取算法实现损伤结构的自动识别和其面积的自动测量,进一步拟合损伤面积与激光功率对数曲线然后外推获得损伤阈值。利用该方法测量出单晶金刚石50 fs飞秒激光单脉冲表面损伤阈值为3.1 J/cm^(2),微晶金刚石薄膜单脉冲损伤阈值为0.55 J/cm^(2)。该方法显著提升了材料飞秒激光损伤阈值的测量效率和精度,降低了测量成本,在金刚石等硬脆材料的飞秒激光加工技术、抗激光损伤特性等研究中具有潜在的应用价值。 展开更多

关键词 飞秒激光 激光损伤阈值 硬脆材料 自动识别 外推法

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微腔激子极化激元的自旋轨道耦合效应

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作者 龙腾 李一鸣 +2 位作者 罗筱璇 廖清 李峰 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期257-270,共14页

光学微腔中的偏振劈裂效应作为一种等效光子规范场,可引发光子自旋轨道耦合机制,对微腔光子的能带结构、自旋分布和动力学行为产生独特的影响。尤其是在微腔光子与激子发生强耦合的物理体系内,基于光子自旋轨道耦合效应对微腔激子极化... 光学微腔中的偏振劈裂效应作为一种等效光子规范场,可引发光子自旋轨道耦合机制,对微腔光子的能带结构、自旋分布和动力学行为产生独特的影响。尤其是在微腔光子与激子发生强耦合的物理体系内,基于光子自旋轨道耦合效应对微腔激子极化激元进行调控展现出了更大的自由度和多样化特征。此外,外加磁场、各向异性激子材料、束缚性和周期性势场等都会引入新类型的等效规范场,产生一系列全新的光子自旋轨道耦合机制与现象。上述成果为微纳光子器件和光量子模拟器等提供了丰富的理论方法与应用平台。 展开更多

关键词 微腔光子学 激子极化激元 自旋轨道耦合 光子规范场

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多模式量子纠缠及纠缠网络研究进展

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作者 王嘉玮 张沛 蔡寅 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期271-282,共12页

在量子精密测量和量子信息处理中,多模式量子纠缠态构成的量子网络是提升灵敏度和处理性能的关键部分,已在实验中初步展示了其优越性,并有望成为近期得到实用的技术。本文从连续变量系统中的量子态出发,简要介绍了压缩态的基本概念、制... 在量子精密测量和量子信息处理中,多模式量子纠缠态构成的量子网络是提升灵敏度和处理性能的关键部分,已在实验中初步展示了其优越性,并有望成为近期得到实用的技术。本文从连续变量系统中的量子态出发,简要介绍了压缩态的基本概念、制备与测量方式,同时介绍了多模式系统的相关概念与性质,并着重介绍了基于连续变量的多模式纠缠态的制备方案和进展,最后对量子网络的应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 量子压缩态 量子纠缠 多模式 量子网络 量子信息

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基于激光诱导击穿光谱的页岩与砂岩多元素定量分析

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作者 时铭鑫 吴坚 +6 位作者 吴迪 李京徽 邱岩 郭歆宇 周颖 宋自远 陈民鑫 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期244-252,共9页

面向天然页岩与砂岩矿物元素组分快速定量分析的检测需求,笔者搭建了具有自动化分析功能的显微分析激光诱导击穿光谱系统,并采用该系统对油气页岩与砂岩天然岩石样本进行了快速检测。分析了砂岩与页岩光谱的不确定度差异,形成了流程化... 面向天然页岩与砂岩矿物元素组分快速定量分析的检测需求,笔者搭建了具有自动化分析功能的显微分析激光诱导击穿光谱系统,并采用该系统对油气页岩与砂岩天然岩石样本进行了快速检测。分析了砂岩与页岩光谱的不确定度差异,形成了流程化的包括光谱数据提取、筛选、校正、归一化的预处理方法,有效降低了单一样本与样本间光谱不确定度。基于偏最小二乘回归,形成了模型输入参数优化流程,避免了模型过拟合与欠拟合,提高了定量预测准确度。对岩石中的Si、Ca、Fe、Al、Mg等元素进行了定量分析,多数样本的平均预测均方根误差小于1%。本研究为天然岩石的矿物组分分析与岩性识别提供了技术支持。 展开更多

关键词 光谱学 激光诱导击穿光谱 页岩 砂岩 光谱预处理 元素定量分析

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微腔极化激元三十年:历史、现状与展望 被引量：5

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作者 李峰 熊启华 《物理》 CAS 北大核心 2022年第7期445-453,共9页

微腔激子极化激元是激子和微腔光子形成的叠加态,是一种兼具光与物质双重属性的准粒子,在基础物理研究和未来光子芯片应用方面具有重要的价值。从1992年首次实验观测到微腔极化激元至今已有整整30年。文章回顾这30年来微腔激子极化激元... 微腔激子极化激元是激子和微腔光子形成的叠加态,是一种兼具光与物质双重属性的准粒子,在基础物理研究和未来光子芯片应用方面具有重要的价值。从1992年首次实验观测到微腔极化激元至今已有整整30年。文章回顾这30年来微腔激子极化激元领域的发展历史与重要成果,并对未来的研究方向做了展望。将重点介绍微腔激子极化激元的概念、形成过程及其玻色—爱因斯坦凝聚的原理,简述以此为基础的极化激元光流体、物态调控及量子效应。 展开更多

关键词 极化激元 激子 光学微腔 玻色—爱因斯坦凝聚 量子信息

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