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电子漂移速度测量

物理实验 2017年第4期37卷 32-33页

作者：肖志刚清华大学实验物理教学中心

1主要内容20世纪初云室的发明实现了气体中带电粒子运动径迹的测量,但其记录方法早期多为照相法,图像需特殊的测量器具分析,工作过程缓慢且繁琐.物理学家夏帕克（G.Charpak）发明了多丝正比室,很好地解决了上述困难,因此获1992年诺贝尔... 详细信息

1主要内容20世纪初云室的发明实现了气体中带电粒子运动径迹的测量,但其记录方法早期多为照相法,图像需特殊的测量器具分析,工作过程缓慢且繁琐.物理学家夏帕克（G.Charpak）发明了多丝正比室,很好地解决了上述困难,因此获1992年诺贝尔物理学奖.实验涉及到力学、电磁学和高能物理等诸多分支学科,其设计思想源自高能物理实验中多丝室和漂移室的应用.漂移室的结构与多丝正比室类似.

关键词：电子漂移漂移室高能物理实验多丝室速度测量带电粒子诺贝尔物理学奖测量器具电磁学理论径迹

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一个均匀电场漂移室和电子漂移速度的测量

Chinese Physics C 1985年第1期 1-5页

作者：马基茂毛泽普周杰颜洁中国科学院高能物理研究所

本文描述了一个小型均匀电场漂移室的结构和工作.在电场强度E≤2.5kV/cm的范围内,测量了氩气/甲烷,氩气/异丁烷,氩气/二氧化碳和自淬灭流光四类十三种混合气体的电子漂移速度.讨论了各种气体的特点和应用场合.

关键词：漂移室电子漂移混合气体均匀电场

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空间电磁卫星的粒子探测与汶川地震

地球物理学报 2010年第10期53卷 2337-2344页

作者：李新乔马宇蒨王焕玉卢红张学民王平石峰徐岩冰黄建平孟祥承王辉赵小芸中国科学院高能物理研究所北京100049 中国地震局地震预测研究所北京100036

通过电磁卫星研究地震与空间电离层和磁层的电磁场等参数的变化关系作为地面地震预报研究的补充,是近年来研究地震规律和预报方式的一个新的研究方向,研究空间带电粒子的相关特性是其中的一个重要内容.分析了法国DEMETER电磁卫星上的高... 详细信息

通过电磁卫星研究地震与空间电离层和磁层的电磁场等参数的变化关系作为地面地震预报研究的补充,是近年来研究地震规律和预报方式的一个新的研究方向,研究空间带电粒子的相关特性是其中的一个重要内容.分析了法国DEMETER电磁卫星上的高能电子探测器在2008年间的探测数据,特别是在我国汶川地震前后的数据,研究了内辐射带高能电子在东西经度方向漂移的情况;地震前后汶川上空及不同经纬区域范围内空间电子能谱的变化;以及汶川地区的余震与空间电子通量在短时标上的关联.发现在90～600 keV能区,90°E～110°E,47°N～49°N的汶川北部区域,地震当天与地震前后几天的能谱有明显差别;在VLF发射站引起的电子沉降带上的能谱在地震前有显著低能段涨高.

关键词： DEMETER卫星高能粒子探测器地震电磁电子漂移

基于GEM工艺的裂变时间投影室性能模拟研究

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原子能科学技术 2020年第6期54卷 998-1004页

作者：赵鑫魏康刘昊胡碧涛张毅兰州大学核科学与技术学院甘肃兰州730000 兰州大学中子应用技术教育部工程研究中心甘肃兰州730000

基于GEM工艺的裂变时间投影室具有探测效率高和空间分辨率高的特点,可实现裂变产物的多参量测量.本文主要研究基于GEM工艺的裂变时间投影室在不同条件下的测量精度,使用Garfield++软件计算得到裂变时间投影室中不同的裂变产物质量数测... 详细信息

基于GEM工艺的裂变时间投影室具有探测效率高和空间分辨率高的特点,可实现裂变产物的多参量测量.本文主要研究基于GEM工艺的裂变时间投影室在不同条件下的测量精度,使用Garfield++软件计算得到裂变时间投影室中不同的裂变产物质量数测量误差约为4-6u,并通过时间信息的径迹重建研究了裂变碎片在不同工作气体中的角度分辨.研究发现,电子漂移时间长的工作气体中,裂变产物具有更好的角度分辨,并可依此在实验中选择合适的工作气体、气压和漂移电场强度来进行裂变碎片的测量.

关键词：裂变时间投影室 GEM 电子漂移径迹重建

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广东省第三代半导体创新发展刍议

广东科技 2022年第1期31卷 44-46页

作者：赵维韦文求贺龙飞广东省科学院半导体研究所广东省生产力促进中心

第三代半导体是指以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的宽禁带半导体(禁带宽度大于2 eV),近年来扩展至氮化铝(AlN)、金刚石、氧化镓(Ga_(2)O_(3))、氮化硼(BN)等超宽禁带半导体。相比于以硅(Si)、锗(Ge)为代表的第一代半导体和以砷化镓(G... 详细信息

第三代半导体是指以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的宽禁带半导体(禁带宽度大于2 eV),近年来扩展至氮化铝(AlN)、金刚石、氧化镓(Ga_(2)O_(3))、氮化硼(BN)等超宽禁带半导体。相比于以硅(Si)、锗(Ge)为代表的第一代半导体和以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)为代表的第二代半导体,第三代半导体具有更大的禁带宽度和击穿电场、更高的工作频率和电子漂移饱和速度、更稳定的物理化学性质等优异特性,可满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频以及高辐射等恶劣条件的要求。第三代半导体是推动半导体集成电路产业实现“超越摩尔”的重要材料,是新一代通信、新能源汽车、轨道交通、智能电网、新型显示、航空航天等诸多高技术领域无可替代的“核芯”,也是实现碳达峰、碳中和、以及新型基础设施建设等国家战略需要的重要环节,正逐渐成为全球各国取得竞争优势的战略高地。

关键词：半导体集成电路宽禁带半导体现代电子技术击穿电场氧化镓第三代半导体新一代通信电子漂移

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基于GEM读出的TPC工作气体的研究

高能物理与核物理 2007年第5期31卷 475-480页

作者：曹良俊李玉兰来永芳李金李元景清华大学工程物理系北京100084

针对TPC中对于电子漂移的要求,结合Garfield软件,研究了我们所研制的TPC原型所用的工作气体．分析了不同气体对于电子漂移的寿命、漂移速度、横向和纵向扩散,以及电离特性等参数的影响;结合分析论证,得到了以Ar,CH4和CF4为主要成分的气... 详细信息

针对TPC中对于电子漂移的要求,结合Garfield软件,研究了我们所研制的TPC原型所用的工作气体．分析了不同气体对于电子漂移的寿命、漂移速度、横向和纵向扩散,以及电离特性等参数的影响;结合分析论证,得到了以Ar,CH4和CF4为主要成分的气体作为工作气体时TPC的性能指标．并且测试了该气体中的读出GEM探测器的能量分辨率、气体增益等性能参数,获得了很好的结果．

关键词： GEM TPC 工作气体电子漂移电子扩散气体电离电子寿命

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TPC探测器漂移电场的模拟研究及改进

TPC探测器漂移电场的模拟研究及改进

作者：郑保军清华大学

学位级别：硕士

时间投影室TPC是一种高精度的径迹探测器,可以读出带电粒子的三维径迹、动量和dE/dx,具有很高的粒子识别能力,在很多大型高能粒子实验中得到广泛应用。TU-TPC是清华大学工物系搭建成功并有很好性能的基于气体电子倍增器GEM读出的TPC探... 详细信息

时间投影室TPC是一种高精度的径迹探测器,可以读出带电粒子的三维径迹、动量和dE/dx,具有很高的粒子识别能力,在很多大型高能粒子实验中得到广泛应用。TU-TPC是清华大学工物系搭建成功并有很好性能的基于气体电子倍增器GEM读出的TPC探测器系统,为论文工作提供了一个研究和改进的平台。漂移电场对于TPC的性能十分重要,其影响因素有两个:一是Field Cage产生的静态电场,二是空间电荷导致的动态电场。获取理想的静态电场是探测器设计和制作的首要任务,以保证探测器性能。与此同时,空间电荷堆积不可避免,尤其对于HPLUS和PANDA等实验,在需要TPC达到较高的位置和动量分辨能力的同时,很高的事例率及无门控抑制正离子反馈造成初级电离正离子和反馈正离子在漂移区的堆积,导致电场的恶化。衡量漂移电场畸变程度和修正粒子重建径迹意义很大。根据以上漂移电场的改善要求和其面临的难题,论文的主要工作立足于研究TPC漂移电场的影响因素以实现其性能的改进。为了研究和改进探测器的漂移电场,论文的主要内容包括:1,针对静态漂移电场设计,模拟了单层和镜像电极Field Cage及在GEM周围引入保护环前后的初始电场,仿真了相应静态电场内的电子漂移并获取了电子的各向漂移量;2,为了计算空间电荷电场,根据格林函数法求解泊松方程,推导和借鉴了适用于TPC的格林公式,给出了电场计算的解析形式,并计算了单元区域内电荷均匀分布的电场,展示了TPC空间电场求解的具体步骤;3,选择初始电场最优的镜像电极Field Cage并引入保护环设计新的TPC漂移电场;4,重新搭建、改造TU-TPC并测试和比较改造前后的性能指标,验证静态电场的改进。研究初始电离位置和投影位置的差别对修正粒子径迹意义重大。因此,论文研究了解析计算电子漂移的办法,获取了简单电场内的漂移结果,和Garfield仿真相比,解析计算简便易行、便于电场导入,且结果准确。最后,论文研究了多种气体成分,以选择能够降低空间电荷堆积和维持探测器性能的工作气体。论文工作的完成对于提高和保持探测器性能以及扩展TPC探测器在高事例率对撞实验中的应用有指导性价值。

关键词：漂移电场电子漂移空间电荷格林函数法

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星载电场仪的电场测量方法

科技导报 2008年第18期26卷 84-87页

作者：满峰刘波姜秀杰于世强中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119 中国科学院空间科学研究与应用中心北京100080

空间电场是研究空间天气学和空间环境的一个重要参量,它与空间磁场监测相辅相成。本文详细评述了国外星载电场仪的电场测量方法。首先简述了空间电场测量在空间天气学应用研究方面的重要性和发展状况及趋势;针对国外不同卫星搭载的电场... 详细信息

空间电场是研究空间天气学和空间环境的一个重要参量,它与空间磁场监测相辅相成。本文详细评述了国外星载电场仪的电场测量方法。首先简述了空间电场测量在空间天气学应用研究方面的重要性和发展状况及趋势;针对国外不同卫星搭载的电场仪,讨论了空间电场的两种主要测量方法——双探针电场测量法和电子漂移电场测量法,指出了其工作原理、特点、使用范围和局限性;最后,对比这两种测量方法,并展望了星载电场仪的使用前景,这些对中国刚刚起步的星载电场仪研究是非常重要的。

关键词：电场仪电场测量双探针电子漂移

与被测材料无关的新型电涡流位移传感器设计与实现

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与被测材料无关的新型电涡流位移传感器设计与实现

作者：陈超电子科技大学

学位级别：硕士

电涡流位移检测是涡流无损检测的重要应用之一,因其无接触、高灵敏度、低损耗等优点,近年来发展迅速,广泛应用于工程领域中。但根据涡流检测的原理,不同电导率和磁导率的被测体会对涡流效应产生不同的影响,导致检测结果的不同。检测不... 详细信息

电涡流位移检测是涡流无损检测的重要应用之一,因其无接触、高灵敏度、低损耗等优点,近年来发展迅速,广泛应用于工程领域中。但根据涡流检测的原理,不同电导率和磁导率的被测体会对涡流效应产生不同的影响,导致检测结果的不同。检测不同的被测体,需要重新进行标定,不仅降低了装置的互换性,还大大增加了工作量,因此研制出一种可以检测不同电磁特性的被测体的装置显得尤为重要。本文在前人研究基础上,设计出了一套可以检测不同电导率的非磁性材料的位移检测装置。较之前设计的方案,该检测系统可以检测的被测体的电导率范围更大,因而使用范围更广。论文主要内容如下:(1)对电涡流位移传感器进行有限元建模,通过有限元分析,分解出探头线圈的阻抗实部和虚部。通过对线圈阻抗之间关系的观察和数据处理,提出整个检测系统的实现方案。对仿真结果进行分析和处理,为之后的电路设计提供数据支持。(2)提出实现方案后对整个系统进行设计。硬件电路方面,采用模块化的思想对电路各模块进行设计、仿真、调试。采用模数混合的设计方案,以单片机为控制核心,完成对系统的控制和数据的处理。在软件程序设计方面,以C语言为编程语言编写单片机程序,使单片机正常工作。系统设计完成后,为了保证系统的稳定性、抗干扰性等,对电路进行了PCB的制作,完成了整个系统的调试工作。(3)系统设计完成后,搭建实验平台。实验中对六种非磁性材料进行了测量,首先测量了不同被测体和位移下线圈的阻抗值,实验值与仿真值进行比较,并进行了拟合,以减小误差。最终测量了六种材料在不同位移下的值,记录测试结果,并对结果进行了分析。通过测试结果可以看出,本文设计的位移检测系统可以检测不同的非磁性材料,拓宽了其使用范围,也提高了其实用性。

关键词：电涡流位移检测电子漂移电磁特性阻抗分解