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1. 高精度分析中立体角的计算及影响

秦利青, 颜莎, 朱吉鹏, 高原, 薛建明, 王宇钢

北京大学学报自然科学版 2020, 56 (2): 199-205. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.009

摘要（1049）

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PDF（pc）（1469KB）（233）

为了达成高精度离子束分析, 深入分析立体角的计算误差。以包含束斑大小的面对面立体角为基准, 计算点对面立体角和近似立体角在不同离子束分析实验几何参数下的精度。基于北京大学4.5 MV静电加速器离子束分析工作, 探讨束流流强分布和截面分布对立体角的影响。最后给出近似立体角精度好于 1%的几何估算条件, 并举例证明高精度立体角的实现依赖于精确的机械加工。

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2. 基于北京大学4.5 MV静电加速器的氘分布多能点NRA方法

肖璇, 颜莎, 朱吉鹏, 高原, 薛建明, 王宇钢

北京大学学报（自然科学版） 2016, 52 (5): 767-775. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2015.129

摘要（1486）

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PDF（pc）（1304KB）（1209）

为了满足核材料研究中对氘(D)滞留研究的需要, 基于北京大学4.5 MV 静电加速器, 搭建三路探测系统的NRA 分析装置, 并建立氘含量及深度分布的多能点NRA 方法。该方法利用D (3He, p) 4He 反应, 采用多个能量(0.8~3.6 MeV) 3He+入射, 同时探测出射的p 和4He, 在较大的深度范围内有较好的深度分辨和较高的灵敏度。还在该系统上完成3He-D 反应135° 微分截面的测量, 微分截面误差好于±3.9%。采用该方法进行初次样品氘含量的深度分布分析, 靶为氘注入的PC-W 样品以及TOKAMAK AUG 偏滤器外打击点附近的CMSII-W 样品。在钨样中获得的探测深度约6 μm, 在钨整个探测深度内的深度分辨小于1.5 μm, 表面可达约20 nm, 其探测灵敏度约5×1019 D/m2。该方法的分析误差除统计及拟合误差外, 还包含±7.5%的实验参数测量误差。

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3. 暂态强热流作用下钨烧蚀过程的分子动力学模拟

朱一舟;颜莎;薛建明;贺书凯;张博尧;王宇钢

北京大学学报（自然科学版） 2015, 51 (4): 596-600. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2015.015

摘要（1151）

PDF（pc）（300KB）（383）

采用分子动力学方法, 对金属钨在由离子辐照引起的暂态热流下的烧蚀现象进行研究。建立一维热传模型, 通过施加不同能量的热脉冲, 研究钨靶材的热响应。计算烧蚀阈值并与理论值进行比较, 统计分析烧蚀深度与热脉冲能量的关系。研究热脉冲作用过程中能量的转移分配状况, 并对低于和高于烧蚀阈值下的不同能量分布状况进行讨论。从模拟的角度, 建立一个对钨在离子辐照下烧蚀过程的初步的物理图像。

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4. 三种核燃料循环战略中长期平衡物质流的计算

周超然;王宇钢

北京大学学报（自然科学版） DOI: 10.13209/j.0479-8023.2014.171

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5. 重离子辐照下石墨烯力学性能的分子动力学研究

梁力,赵仕俊,王宇钢,薛建明

北京大学学报（自然科学版）

摘要（1066）

PDF（pc）（2448KB）（469）

利用分子动力学方法研究了不同剂量的碳离子辐照石墨烯产生损伤后对其拉伸力学性能的影响, 包括应力?应变曲线、杨氏模量以及拉伸强度等。入射离子能量为1 keV, 入射剂量分别为2.00×10¹³, 6.01×10¹³, 1.00×10¹⁴ and 2.00×10¹⁴cm^-2。结果表明, 离子辐照后产生了单空位缺陷、双空位缺陷及复杂缺陷等, 这些缺陷对石墨烯的力学性能产生了显著影响, 如剂量为2.00×10¹³cm^-2时, 石墨烯中只存在两个单空位缺陷, 但与完美石墨烯相比, 杨氏模量却从780.19 GPa减小到128.77 GPa, 拉伸强度也从161.81 GPa变为30.85 GPa, 并且缺陷个数越多, 力学性能越差。另外, 对辐照导致样品变形以及断裂的物理机制也进行了讨论。

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6. 纯钨及氧化物弥散强化钨合金对瞬态热负载的响应

贺书凯,颜莎,朱一舟,张博尧,薛建明,王宇钢

北京大学学报（自然科学版）

摘要（666）

PDF（pc）（17508KB）（63）

用强脉冲离子束(IPIB)实验装置, 研究了纯钨以及两种氧化物弥散强化的钨合金WL10和WYT对脉冲热负载的响应。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱(EDX)观测了IPIB辐照带来的表面形貌和成分分布的变化及其与辐照脉冲次数的关系。通过比较发现, 在ELM瞬态热冲击下纯钨表现的性能最好。从热负荷的耐受性角度看, 不推荐WL10和WYT作为面向等离子体材料。

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7. 用聚焦离子束气体辅助刻蚀在 LiNbO₃上制备亚微米圆孔点阵

徐雪峰,颜莎,王克明,王雪林,薛建明,王宇钢

北京大学学报（自然科学版）

摘要（802）

使用聚焦粒子束(FIB) 在LiNbO₃上刻蚀用于光子晶体的亚微米圆孔二维点阵, 研究了刻蚀束流、刻蚀时间和填充率等刻蚀参数对刻蚀结果造成的影响。为获得更好的刻蚀效果, 还采用了FIB的气体辅助刻蚀方法(gas-assisted etching , GAE) 。研究发现,与直接刻蚀结果相比,GAE 减小了反沉积效应, 得到了更好的孔形。禁带模拟计算表明, 与常规FIB 刻蚀出的锥形圆孔相比, 使用XeF₂气体辅助刻蚀得到的这种侧壁更陡直的圆孔阵列构成的光子晶体禁带更趋近于理想光子晶体的禁带。

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8. 分子动力学研究SiC材料中的辐照损伤过程

何斌,薛建明,邹雪晴,王宇钢

北京大学学报（自然科学版）

摘要（671）

利用分子动力学方法模拟了SiC材料的辐照损伤过程，对缺陷的产生规律以及电子能损的影响进行了研究。模拟中，SiC原子之间的作用势采用Tersoff经验势，入射离子采用了10keV的Si和200keV的Au。在200keV的Au原子入射的情况下，利用iontrack模型考虑了电子能损的效应。结果表明电子能损的影响主要体现在级联碰撞过程中移位原子的峰值的增大，对系统稳定后最后的缺陷数量影响不明显，缺陷对个数与核能损仍然保持幂函数的关系。

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9. 强脉冲离子束对Ni/Ti和Al/Ti体系的辐照混合研究

尚怡君,颜莎,乐小云,赵渭江,王宇钢,薛建明

北京大学学报（自然科学版）

摘要（635）

研究了强脉冲离子束(IPIB)对Ni/Ti和Al/Ti体系的混合效果，并与常规离子束混合进行了对比研究，表明IPIB辐照确实获得了比常规离子束辐照更厚的混合层，且混合效率远高于常规离子束。但对于不同的膜/基体体系，IPIB混合效果相差很大。这与膜和基体的热力学特性的差异相关。在IPIB辐照过程中，膜材料损失严重，特别是膜和基体的热力学特性差异大的样品损失更加严重。探讨了IPIB辐照不同于常规离子束混合的两种特殊混合机制以及膜材料损失的原因。

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