离子束在玻璃毛细管中传输的研究

出口直径为微米到纳米量极的玻璃毛细管被广泛的应用于生物学研究，很重要的一个应用是做为生物大分子的尺寸筛选器。在物理领域，玻璃毛细管被应用于X射线以及中子束的聚焦光学器件。最近离子与微孔膜的导向效应的研究使人们认识到应用玻璃毛细管聚焦和偏转离子束成为可能，因此研究离子在玻璃毛细管中的传输性质成为一个热点。目前主要集中研究离子束穿过一种入口直径为毫米量极而出口直径为微米到纳米量极的单个玻璃微孔。这种玻璃毛细管已经被应用产生微米束斑，同时，人们应用这种玻璃毛细管成功的引入离子束到细胞的特定部分，从而研究了单个细胞中特定部分随着离子束的辐照而发生的损伤的演化。这些研究对于应用离子束技术有着深刻的意义。

我们在这个项目中主要研究了:一.电子穿越直径为0.5 mm的玻璃直管以及出口直径为20微米左右的玻璃毛细管的出射离子角分布; 二. 探索性的研究了重离子对云母膜的辐照效应，以期研究制备合适的离子无偿光学元件; 三、我们也研究了70 keV的Ne7+穿越单层碳原子膜的能量损失和电荷态分布。第一项研究内容得到的结论如下：1.电子穿越玻璃毛细管没有观测到明显的充电效应，在偏转到一个倾角后，穿透的电子立即被探测到，这个结论澄清了关于电子与玻璃毛细管相互作用中是否是导向效应还是散射过程的争论。.2.电子穿越0.5 mm的玻璃直管以及出口直径为20微米左右的玻璃毛细管角分布非常大，0.5 mm的玻璃直管的出射电子角分布半高宽大于5度，而出口直径为20微米左右的玻璃毛细管角分布大于3.5度，出口直径为20微米左右的玻璃毛细管角分布要比0.5 mm的玻璃直管的出射电子角分布窄。同时，穿透几率随角度的变化关系中可以看出对于出口直径为20微米左右的玻璃毛细管，电子更不容易穿越大的倾角，这个结果更说明电子在玻璃直管或玻璃毛细管中是大部分通过散射过程出射的。这些实验结果已经整理好了两篇文章，准备投稿。.第二项研究内容得到的结论如下： 我们发现了中能区离子（H, Li, C, O, Cl）辐照云母表面的出现小丘状突起的纳米结构，这个小丘的直径和高度都随着离子在云母中的能损的增加而呈线性增加，在我们所用的离子能区，我们没有观测到阈值效应。这些结果已经发表了一篇SCI索引文章，另一部分结果已经整理好文章，准备投稿。.第三项研究内容得到的结论如下：我们发现70 keV的Ne7+穿越单层碳原子膜后几乎无能量损失和电荷交换。