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《纳米孔和玻璃毛细管对离子束的导向作用课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、PET纳米孔和玻璃毛细管对离子束的导向作用玻璃毛细管纳米孔本技术概要起源——发现纳米孔对离子束的传播有导向作用。发展——在孔径更大（微米、毫米量级）的玻璃毛细管中也发现了类似的导向作用。深入——研究导向作用的物理机制。实际应用——利用毛细管聚束，得到微米和亚微米量级的微束，用于束流引出微区分析制备微米光源细胞手术等本技术的起源2002年，德国N.Stolterfoht第一次报道离子束在绝缘体纳米孔中的导向现象——离子束与纳米孔轴线方向成一定倾角入射时，有离子束沿孔的轴线方向从纳米孔的出口端射出。N.Stolterfoht,etal,
2、Transmissionof3keVNe7+IonsthroughNanocapillariesEtchedinPolymerFoilsEvidenceforCapillaryGuiding,physicsrevewletters,2002纳米孔的制备材料：PET膜（厚10微米，两面镀Ag）制备方法：先用1GeV的Xe离子刻蚀，然后用NaOH溶液腐蚀，得到直径为100nm的柱形纳米孔。不同密度的纳米孔纳米孔的SEM像N.Stolterfoht,etal,GuidedtransmissionofNe7+ionsthroughnanoc
3、apillariesinPET;dependenceonthetiltangle实验过程入射束流：Ne7+，能量为3keV，流强1.3nA，束斑直径Φ=1.5mm,散角0.5°（受测量仪器精度限制，实际测量值约1°）实验结果（1）——导向作用的证据在倾角大于5°时，仍然有数目可观的离子出射，这些出射的离子在孔中必然受到了一次以上的散射。即使倾角不同，出射离子的散角都基本相等，并大于入射离子的散角（～5°），这说明离子在离开纳米孔时受到一个散射势的作用（对此后面还有深入研究）N.Stolterfoht,etal,Transmissio
4、nof3keVNe7+IonsthroughNanocapillariesEtchedinPolymerFoilsEvidenceforCapillaryGuiding,physicsrevewletters,2002实验结果（2）——导向作用与电荷积累有关出射束流的强度随时间变化的关系正好对应着电荷的累积——消散过程。从平衡流强建立的时间计算，只需要很少（2200个电子）就可以建立足够强的导向场。N.Stolterfoht,etal,Transmissionof3keVNe7+IonsthroughNanocapillariesE
5、tchedinPolymerFoilsEvidenceforCapillaryGuiding,physicsrevewletters,2002对导向机制的基本分析若2200个电子均匀分布在纳米孔中，所产生的电场强度不足以使大倾角入射的离子被反弹。电荷应主要集中在入口区，以产生足够强的势场使入射离子在此区域被反弹，并使离子的运动方向被集中在沿轴线方向。离子在出口区会受到一个散射势的作用，散射势的成因有待进一步研究。N.Stolterfoht,etal,Transmissionof3keVNe7+IonsthroughNanocapil
6、lariesEtchedinPolymerFoilsEvidenceforCapillaryGuiding,physicsrevewletters,2002对导向作用的进一步分析(不同电荷态)倾角为0°时(离子束平行于管轴线方向),不同电荷态的Neq+出射离子的角分布.符合关系表明散射势是静电场(即Ug).N.Stolterfoht,etal,Guidedtransmissionof3keVNe7+ionsthroughnanocapillariesetchedinaPETpolymer，NIMB,2003对导向作用的进一步分析(不
7、同入射角)从实验结果看,出射几率与倾角成指数关系,尝试采用以下公式描述:基本图像是：投影能量大于电荷沉积所成电场的电势能的离子不能被传播。对导向作用的进一步分析(不同入射角)其中入口区累积电荷数Q(t)由下式决定物理意义:累积电荷数=沉积电荷数(Jin-Jp)-漏电流损失电荷(Jd),漏电流的大小与累积电荷数本身有以下非线性关系:N.Stolterfoht,etal,Guidedtransmissionof3keVNe7+ionsthroughnanocapillariesetchedinaPETpolymer，NIMB,2003对
8、导向作用的进一步分析(不同入射角)模型的结果(右栏)表明理论假设基本符合实验事实(左栏).对导向作用的进一步分析(不同入射角)不同倾角的流强衰减曲线也说明不同倾角对应的累积电荷数目是不等的.大倾角时,管口累积的电荷数目更多,关闭入射流
