兆电子伏超快电子衍射论文-卢贤海

兆电子伏超快电子衍射论文-卢贤海

导读:本文包含了兆电子伏超快电子衍射论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:兆电子伏超快电子衍射,均匀椭球束团模型,超短束长测量,泵浦–探测实验

兆电子伏超快电子衍射论文文献综述

卢贤海[1](2015)在《兆电子伏超快电子衍射的优化研究和应用探索》一文中研究指出超快电子衍射(UED)是用于观测物质和材料超快结构变化过程的探针工具,在物理、化学、材料等学科前沿研究中发挥了重要的作用。Me V UED利用微波电子枪获得超短电子束团并从衍射样斑中获得样品结构演化的信息。相比于传统的静电高压加速的ke V UED,Me V UED具有电荷量更高、穿透能力更强等优势。本论文围绕Me V UED的系统优化问题进行了研究,设计搭建了Me V UED装置并开展了超快物理过程的应用探索研究。我们对Me V UED系统的优化研究集中在横向的空间分辨能力和纵向的束团压缩两个方面。在空间分辨能力方面,我们利用传输矩阵和基于叁维均匀椭球分布的束团模型以研究聚焦场、空间电荷力等因素对束团尺寸演化的影响,并利用粒子跟踪程序对阴极激光进行了优化研究。在束团压缩方面,我们研究了利用加速管对Me V UED束团进行速度压缩的方案,设计了适用于低电荷量、低能量超短束团的基于相干渡越辐射的束长测量方案。在研究过程中发现束团的横向尺寸因素显着降低了相干辐射能量,我们对这一效应进行了定量计算,并在实验中引入了横向聚焦。根据理论计算我们开展了实验研究,测量到小于40飞秒的束长,这一结果和模拟相一致。在理论优化的指导下我们设计并搭建了一套紧凑型Me V UED装置。该装置包括光阴极微波电子枪、微波偏转腔、激光系统、束团控制及测量系统、束线控制程序及数据采集程序等分系统。我们对装置进行了测试,并利用单发电子束获得了高质量的单金晶的衍射斑。利用搭建的Me V UED装置,我们开展了超快物理过程的泵浦–探测实验研究。首先我们用电子阴影方法研究了激光泵浦金属针尖的超快过程,找到了泵浦–探测实验的时间零点。对于单晶金样品,我们开展了泵浦–探测研究,获得了泵浦后25皮秒内样品结构的动态过程并测量了金样品在德拜–沃勒效应中衍射斑衰减的时间常数。最后我们利用偏转腔对泵浦后的衍射斑条纹化,以研究Me V UED装置的连续时间分辨工作模式。实验结果验证了清华紧凑型Me V UED系统在泵浦–探测实验中具备亚皮秒、原子尺度的分辨能力。(本文来源于《清华大学》期刊2015-04-01)

李任恺[2](2010)在《兆电子伏超快电子衍射的理论与实验研究》一文中研究指出超快电子衍射(uED)利用超短电子束团探测物质的超快结构变化过程,在物理、化学、生命科学、材料科学等领域内诸多基础问题的研究中有重要作用。在传统的基于直流高压加速技术的keV uED中,较低的电子动能及由此引起的较强的空间电荷效应限制了可研究样品的范围和时间分辨能力。近年来提出的基于光阴极微波电子枪的MeV UED能够克服以上限制从而显着提高uED性能。本论文围绕MeV uED中诸多物理和技术上的挑战开展理论及实验研究。我们对MeV uED中的主要物理问题,包括衍射过程和束流动力学行为进行了理论分析,建立了计算机粒子跟踪模拟方法开展定量研究,探讨了MeVuED的逆空间分辨率和时间分辨率对参数的依赖关系以及如何优化。我们注意到MeV uED中空间电荷效应导致衍射环峰位偏移的现象,并研究了空间电荷效应在横向和纵向上随电子动能的不同比例关系,结果表明keV uED中是纵向空间电荷效应限制了系统性能而Mev uED中横向空间电荷效应更为显着。MeVuED中电子束团的长度与束团从阴极到样品的飞行时间存在关联,为此我们从基本定义出发,推导出MeV uED时间分辨率的具体形式,并给出优化方法,结果表明在现有技术条件下Mev uED的时间分辨率可达100 fs水平。在理论分析与模拟优化的指导下,我们搭建了Mev uED原型装置,获得了各主要低阶衍射环峰位能够清晰分辨的累积衍射样斑。通过进一步的模拟和实验优化,获得了单发的、逆空间分辨率更高的衍射样斑。MeV uED还可以工作在新颖的连续时间分辨(cTR)模式,我们对该模式进行了系统的理论、模拟和实验研究。对于多晶样品,我们获得了各主要低阶衍射环的条纹可以清晰分辨的累积样斑,具备ps级时间分辨率。对于单晶样品,我们获得了单发的高质量样斑,即利用单个电子束团就能以约200 fs的时间分辨率捕捉几ps内结构的连续变化过程。cTR模式完全有可能实现100fs的时间分辨能力,将我们对超快过程的观察能力提升到新的水平。(本文来源于《清华大学》期刊2010-06-01)

兆电子伏超快电子衍射论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

超快电子衍射(uED)利用超短电子束团探测物质的超快结构变化过程,在物理、化学、生命科学、材料科学等领域内诸多基础问题的研究中有重要作用。在传统的基于直流高压加速技术的keV uED中,较低的电子动能及由此引起的较强的空间电荷效应限制了可研究样品的范围和时间分辨能力。近年来提出的基于光阴极微波电子枪的MeV UED能够克服以上限制从而显着提高uED性能。本论文围绕MeV uED中诸多物理和技术上的挑战开展理论及实验研究。我们对MeV uED中的主要物理问题,包括衍射过程和束流动力学行为进行了理论分析,建立了计算机粒子跟踪模拟方法开展定量研究,探讨了MeVuED的逆空间分辨率和时间分辨率对参数的依赖关系以及如何优化。我们注意到MeV uED中空间电荷效应导致衍射环峰位偏移的现象,并研究了空间电荷效应在横向和纵向上随电子动能的不同比例关系,结果表明keV uED中是纵向空间电荷效应限制了系统性能而Mev uED中横向空间电荷效应更为显着。MeVuED中电子束团的长度与束团从阴极到样品的飞行时间存在关联,为此我们从基本定义出发,推导出MeV uED时间分辨率的具体形式,并给出优化方法,结果表明在现有技术条件下Mev uED的时间分辨率可达100 fs水平。在理论分析与模拟优化的指导下,我们搭建了Mev uED原型装置,获得了各主要低阶衍射环峰位能够清晰分辨的累积衍射样斑。通过进一步的模拟和实验优化,获得了单发的、逆空间分辨率更高的衍射样斑。MeV uED还可以工作在新颖的连续时间分辨(cTR)模式,我们对该模式进行了系统的理论、模拟和实验研究。对于多晶样品,我们获得了各主要低阶衍射环的条纹可以清晰分辨的累积样斑,具备ps级时间分辨率。对于单晶样品,我们获得了单发的高质量样斑,即利用单个电子束团就能以约200 fs的时间分辨率捕捉几ps内结构的连续变化过程。cTR模式完全有可能实现100fs的时间分辨能力,将我们对超快过程的观察能力提升到新的水平。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

兆电子伏超快电子衍射论文参考文献

[1].卢贤海.兆电子伏超快电子衍射的优化研究和应用探索[D].清华大学.2015

[2].李任恺.兆电子伏超快电子衍射的理论与实验研究[D].清华大学.2010

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