碳团簇Cn^＋（n=1—5）注入NaCl晶体的研究

能量为0.6MeV/C荷能碳团簇离子Cn^ (n=2-5)注入到NaCl单晶，利用TRIM程序对碳团簇在NaCl单晶中的射程进行模拟，碳团簇NaCl单晶内存在一定长度的“团簇区域”。光学吸收谱表明：由于团簇区域的存在，不同碳离子团簇辐照产生的缺陷种类浓度都有很大不同，较大团簇会产生V2和V3色心，色心浓度也较大。     

碳团簇C_n~+(n=1─5)注入NaCl晶体的模型

600keV的荷能碳团族离子C+n（n=1─5）注入到NaCl单晶,当入射粒子的速度v大于玻尔速度v0（=c/137）时,能量转移主要是由入射粒子与靶原子的核外电子碰撞造成的。假定团簇中各原子的能量歧离大于它们的结合能时,团簇状态已经结束,各原子成为独立的粒子。利用Trim程序对碳团簇在NaCl单晶中的射程进行了模拟,得到团簇区域的长度为278－321nm,总射程为686nm。     

碳团簇Cn+(n=1-5)注入CR39树脂的吸收光谱研究

利用2×1.7串列加速器产生的团簇离子Cn+(n=l-5)注入到CR39树脂中,树脂的光吸收性质因注入的团簇离子的剂量、剂量率以及团簇中所含原子的个数不同而有不同的变化.该项研究表明团簇与固体相互作用时团簇效应是通过电子阻止来体现的.     

碳团簇Cnn+(n=15)注入NaCl晶体的模型

６００ｋｅＶ的荷能碳和簇离子Ｃ＾＋ｎ（ｎ＝１－５）注入到ＮａＣｌ单晶,当入射粒子的速度ｖ大于玻尔速度ｖ０（＝３／１３７）时,能量转移主要是由入射粒子与靶原子的核外电子碰撞造成的。假定团簇中各原子的能量岐离大于它们的结合能时,团簇状态已经结束,各原子成为独立的粒子。     

MeV碳离子及碳团簇C2+注入PC膜的光吸收谱研究

研究了MeV碳离子及碳团簇C2 注入的聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)膜.光吸收谱研究结果表明,离子注入在聚合物近表面产生了断键及缺陷,改变了PC的光吸收性质,在可见光区域有较明显的吸收,并且吸收边与注入离子的种类、能量和注量密切相关.X射线光电子谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)对PC的近表面结构和成分配比进行了分析,证实了以上的结论.     

激光团簇相互作用实验系统的建立

为了研究激光团簇相互作用对激光吸收机制的影响,建立了团簇产生系统、激光团簇同步系统以及一套飞行时间谱仪。团簇产生系统主要由螺线管脉冲阀和电源控制器以及产生团簇的气系统组成,为了尽可能地产生大的团簇,选用Xe作为实验气体;激光团簇同步系统由2台数字脉冲延迟器(DG535)构成,第1台用于激光器系统各部分的协调运行,第2台输入端连接到第1台的延迟输出端上,通过一定的时间延迟再控制脉冲阀的信号输出,使得激光与团簇达到同步产生;飞行时间谱仪采用MCP作为探测器,能够对弱信号进行测量,主要用来测量激光团簇相互作用产生的高能离子能…     

5 激光团簇相互作用实验系统的建立

为了研究激光团簇相互作用对激光吸收机制的影响，建立了团簇产生系统、激光团簇同步系统以及一套飞行时间谱仪。团簇产生系统主要由螺线管脉冲阀和电源控制器以及产生团簇的气系统组成，为了尽可能地产生大的团簇，选用Xe作为实验气体；激光团簇同步系统由2台数字脉冲延迟器（DG535）构成，第1台用于激光器系统各部分的协调运行，第2台输入端连接到第1台的延迟输出端上，通过一定的时间延迟再控制脉冲阀的信号输出，使得激光与团簇达到同步产生；飞行时间谱仪采用MCP作为探测器，能够对弱信号进行测量，主要用来测量激光团簇相互作用产生的高能离子能谱。     

1.55 MeV 3He离子辐照单晶Si引起的损伤效应研究

室温下使用1.55 MeV、5×1013-5×1016/cm2注量的3He离子注入单晶Si,采用透射电子显微镜(TEM)观测分析了高温退火后单晶Si中由注入引起的损伤形貌,同时使用核反应分析(NRA)技术研究了3He气体原子的热解吸.结果显示,低注量3He离子注入在Si中产生的缺陷主要为一些小尺寸的位错或位错环;在中等照射剂量,退火导致了气泡和气泡团簇的形成并伴随着高密度的位错环从这些气泡团簇中发射出来;而对于较高的照射剂量,3He离子注入加上随后的高温退火则在离子射程附近产生了一个具有确定边界的空腔带.结合NRA结果对实验现象进行了分析.     

利用准弹性中子散射研究金属氧化物团簇内部碳链的动态

中子散射技术是研究凝聚态物质和材料性质的重要手段。通过将碳链植入金属氧化物团簇分子的内部,可以实现对碳链运动的彻底改变。通过分析中子谱得知,这些金属氧化物团簇分子内部的碳链的大尺度空间平移运动几乎被完全限制,碳链上的甲基和亚甲基的转动速度也被大幅度减慢。另外,碳链上的不同碳原子的运动有不均匀性。这些现象都表明,金属氧化物团簇分子对于其内部的高分子运动有强约束效应。该效应在金属氧化物团簇的包裹行为上有决定性作用。     

碳团簇及C60负离子的产生

利有铯负离子溅射源和石墨阴极产生并引出了碳团簇负离子流，观察到了一些电子亲和势很小的团簇，用Ｃ６０／Ｃ７０混合物做阴极，也引出了Ｃ６０及其碎片的负离子束，分析了碳团簇负离子束流的质谱组成特点和束流变化的一些规律。     

MeV原子团簇离子束的产生、鉴定及其与固体的作用

介绍了北京大学 2× 1.7MV串列静电加速器实验室开发能量为MeV/atom的原子团簇离子束的情况以及对这些团簇离子束的鉴定手段。应用这些团簇离子束 ,使团簇粒子离子能量损失中的邻近效应研究和团簇离子束在单晶硅中引起的辐照损伤研究等工作得到了开展     

IBAD MoS2-Ta膜的电子显微与能谱分析

用透射电子显微镜与能谱技术对离子辅助沉积的ＭｏＳ２－Ｔａ膜的形态,结构,组成以及元素的化学态等进行了观察和分析。发现膜在沉积过程中已产生部分晶化,膜体出现衬底鲜明的白色”团簇”点缀的两相特殊形态。ＴＥＭ与ＸＰＳ分析确定白鬼“团簇”属析出的第二相ＴａＳ２。两区都具有（００２）,（１００）和（１１０）取向,面间距与晶格常数都比ＭｏＳ２单晶增大,“白区”的参数又比膜基本略大。     

团簇粒子源及其应用

介绍了蒸发、溅射产生团簇的原理以及通过调节参数得到不同大小的团簇材料，阐述了团簇的基本结构和性质，并介绍了团簇在镀膜及功能膜如光学膜磁性膜方面的应用。     

钨中自间隙原子团簇扩散行为的分子动力学模拟

钨被视为未来聚变堆中最有可能全面使用的面对等离子体材料。而在未来聚变堆真实环境下,氘氚聚变反应产生的14 MeV高能中子辐照将在材料中产生严重的原子离位损伤和各种缺陷积累。其中自间隙原子（SIA）及其团簇是中子辐照损伤中最常见的缺陷种类。本文采用分子动力学模拟系统研究钨中1/2〈111〉和〈100〉 SIA团簇的稳定结构和形成能,发现SIA团簇最稳定结构是1/2〈111〉 SIA团簇结构,SIA团簇聚集后会稳定存在。并研究了不同尺寸1/2〈111〉 SIA团簇的动力学扩散行为,发现单个SIA在温度高于700 K时易扩散和转向,而两个以上的SIA团簇在300~900 K时主要表现为一维方向的运动。为准确描述各种尺寸SIA团簇的动力学行为,给出了一套计算SIA团簇跃迁频率的经验参数。相关结果将为更大尺度的动力学蒙特卡罗和团簇动力学模拟提供准确和完备的输入参数,为正确掌握和评价钨中子辐照行为提供依据。     

钨中自间隙原子团簇扩散行为的分子动力学模拟

钨被视为未来聚变堆中最有可能全面使用的面对等离子体材料。而在未来聚变堆真实环境下,氘氚聚变反应产生的14 MeV高能中子辐照将在材料中产生严重的原子离位损伤和各种缺陷积累。其中自间隙原子(SIA)及其团簇是中子辐照损伤中最常见的缺陷种类。本文采用分子动力学模拟系统研究钨中1/2〈111〉和〈100〉SIA团簇的稳定结构和形成能,发现SIA团簇最稳定结构是1/2〈111〉SIA团簇结构,SIA团簇聚集后会稳定存在。并研究了不同尺寸1/2〈111〉SIA团簇的动力学扩散行为,发现单个SIA在温度高于700 K时易扩散和转向,而两个以上的SIA团簇在300～900 K时主要表现为一维方向的运动。为准确描述各种尺寸SIA团簇的动力学行为,给出了一套计算SIA团簇跃迁频率的经验参数。相关结果将为更大尺度的动力学蒙特卡罗和团簇动力学模拟提供准确和完备的输入参数,为正确掌握和评价钨中子辐照行为提供依据。     

超短脉冲激光与原子团簇相互作用实验研究

实验研究了超短脉冲激光与原子团簇相互作用过程中各种实验条件对团簇吸收激光能量的影响。实验发现高Z稀有气体(Xe)以及较高的气体压力都更易形成大团簇,对激光能量的吸收较高。还研究了激光波长(744与248nm)、激光强度以及偏振态等对吸收效率的影响。结果表明,短波长激光更易被团簇吸收;在一定强度范围内(1015~1016W/cm2),随激光强度的增强,团簇对激光的吸收效率也增高;P极化光比S极化光更易被团簇吸收。利用能量计测量了不同实验条件下激光的吸收效率,室温下,2MPa Xe气体形成团簇对激光的吸收效率达50%,并利用飞行时间谱仪测量了离子…     

高能铁离子辐照单晶氧化铝产生的色心研究

室温下利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱技术对1.157GeV的56Fe离子注入辐照的单晶三氧化二铝(α-Al2O3)进行了测量分析,研究了辐照产生的阴离子空位的形成和演化规律.测量结果显示,高能Fe离子辐照产生了多种阴离子空位型缺陷,其中包括F、F 、F2 、F22 和F2心.随入射离子剂量的增加,各类缺陷的数量逐渐增大,并在高剂量时趋于饱和,但各类缺陷间的相对数量存在一定的比例,不随剂量的增加而有明显变化.用单离子饱和损伤模型对实验结果进行了拟合,获得各类色心的产生截面在40-90 nm2之间.与TRIM程序计算结果比较后发现,室温下辐照时阴离子单空位的产生速率约是由核能损过程在低温下产生缺陷速率的一半.     

40 keV He离子注入单晶Si引起的损伤效应研究

室温下使用40 keV He离子注入单晶Si样品到剂量5×1016 cm-2,分别采用透射电子显微镜(TEM)、热解吸谱仪(THDS)、光致发光谱仪(PL)详细地研究了随后热处理过程中He注入空腔的形成、He气体原子的热释放以及注入损伤引起的光致发光特性.结果表明,He离子注入及随后的高温热处理会在单晶Si中产生宽度约为220 nm的空腔带,同时伴随着He气体原子从注入产生的缺陷中释放出来.He气体原子的热释放可以明显地分为两个温度阶段,分别对应于He原子从小的空位型缺陷和大的空腔中的热释放.此外,He离子的注入还会在单晶Si中产生明显发光中心,导致了波长约为680 nm和930 nm的两个光致发光带.该光致发光带的出现可能跟He离子注入及退火过程中产生的纳米Si团簇有关.     

用串列静电加速器获取MeV高能团簇离子束

利用复旦大学现有的串列静电加速器（ＮＥＣ ９ＳＤＨ－２）获得了能量为１－４ＭｅＶ的硼、碳、硅及金等小型高能团簇离子束：Ｂｎ＾＋（ｎ＝２）、Ｃｎ＾＋（ｎ〈１０）、Ｓｉｎ＾＋（ｎ＝２，３，４）以及Ａｕｎ＾＋（ｎ＝２）；束流强度与团簇的种类和所含的原子数有关，为０．１－１００ｎＡ量级。注入加速器的低能团簇负离子由铯溅射离子源（ＳＮＩＣＳ Ⅱ）产生，高能团簇正离子的质量鉴别用磁分析器完成，高能碳团簇负离子     

Be_n(n=1～6)团簇吸附H_2的密度泛函研究

采用密度泛函广义梯度近似(GGA)的PW91方法,用全电子基组DNP对Ben(n=2～6)团簇几何结构进行优化,计算了团簇的总能、平均结合能、振动频率、最高已占据轨道能级、最低未占据轨道能级、能隙、垂直电离势和垂直亲和势。在Ben(n=1～6)团簇的顶位、桥位和穴位吸附H2后,进行了吸附物的几何优化和能量计算,得到最佳吸附位,并计算了吸附前后的总态密度和Mulliken电荷布居。结果表明:团簇中Be原子数增多,稳定性增强;吸附H2的吸附能处于0.0061982～0.0089722a.u.之间;随着Be团簇原子数量增加,与H的s-p杂化程度增强;吸附位对应的电荷转移量越大,吸附越牢固。