30keV H+在聚碳酸酯微孔膜中动态输运过程的实验和理论研究

摘要

测量了30 keV的H+入射倾斜角度为-1°和-2°的聚碳酸酯微孔膜后,出射粒子二维分布图、角度分布、相对穿透率以及出射H+电荷态纯度随沉积电荷的演化.实验中30 keV的H+在微孔膜中输运特性与之前其他能区离子在微孔膜中输运特性有显著不同,实验中直接观测到出射粒子导向部分和散射部分的动态演化过程,出射的H+由沿微孔孔轴方向的导向H+和沿入射束流方向的散射H+两部分组成,随着微孔内电荷斑的沉积,出射的导向H+的占比不断减小,出射散射H+占比不断增加;出射Ho占总出射粒子的比例不断减小,其中心方向逐步向入射束流方向偏转.微孔膜处于不同倾斜角度时,微孔内沉积电荷斑的位置和电场强度是不同的.同时模拟计算了入射H+在微孔内部的运动轨迹、微孔内部电荷斑电势和场强分布,实验结果和理论结果得到了很好的验证.对出射离子导向部分和散射部分的动态演化过程的观测和理论解释,使得对中能区离子在微孔膜中输运机制有更好的认识.