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低能电子在直径为800 nm的聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米微通道中的输运过程

物理学报 2025年第2期74卷 112-121页

作者：李鹏飞刘宛琦哈帅潘俞舟樊栩宏杜战辉万城亮崔莹姚科马越杨治虎邵曹杰 Reinhold Schuch 路迪宋玉收张红强陈熙萌哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨150000 兰州大学核科学与技术学院兰州730000 复旦大学现代物理研究所上海200433 复旦大学核物理与离子束应用教育部重点实验室上海200433 RIKEN Nishina Center RIKENWako 351-0198Japan 中国科学院近代物理研究所兰州730000 Physics Department Stockholm UniversityStockholm S-10691Sweden Department of Physics University of GothenburgGothenburg S-40530Sweden

研究了2 keV电子在直径为800 nm,长度为10μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)纳米通道中的输运过程.结果表明,当纳米微通道倾角为0°时,穿透电子的穿透率可达10%,而当倾角大于几何张角时,穿透电子的透射率... 详细信息

研究了2 keV电子在直径为800 nm,长度为10μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)纳米通道中的输运过程.结果表明,当纳米微通道倾角为0°时,穿透电子的穿透率可达10%,而当倾角大于几何张角时,穿透电子的透射率小于1%.穿透电子角分布中心没有随微孔倾角的变化而移动,因此没有如在正离子的情况下那样观察到绝缘微孔对电子的导向效应.在充电达到稳态时,当微孔倾角小于几何张角时,电子分裂成上下两个电子斑.穿透电子的全角分布的时间演化表明,在充电开始时,穿透电子为单电子斑.随着入射电荷量(充电时间)的累积,穿透电子被上下拉伸,并逐渐分裂成两个电子斑.当纳米微孔的倾角超过几何张角时,穿透电子的分裂趋于消失.对电子造成微孔内壁上的电荷沉积的模拟计算表明,微孔表面被激发出大量空穴,形成正电荷累积;而部分入射电子沉积于表面以下更深处,形成负电荷层,因此不利于产生类似正离子的导向效应.本文还讨论了造成穿透电子角分布上下分裂的可能原因,并据此提出验证电子和离子充电机制不同的新的实验方法.研究结果为利用绝缘微通道控制电子传输技术的发展提供了支撑.

关键词：绝缘纳米毛细管低能电子导向效应

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低能电子在直径为800 nm的PET纳米微通道中的输运过程

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物理学报 2024年

作者：李鹏飞刘宛琦哈帅潘俞舟樊栩宏杜战辉万城亮崔莹姚科马越杨治虎邵曹杰 Reinhold Schuch 路迪宋玉收张红强陈熙萌哈尔滨工程大学核科学与技术学院兰州大学核科学与技术学院复旦大学现代物理研究所复旦大学核物理与离子束应用教育部重点实验室 RIKEN Nishina Center RIKEN 中国科学院近代物理研究所 Physics Department， Stockholm University Department of Physics， University of Gothenburg

研究了2 keV电子在直径为800 nm，长度为10 μm的PET纳米通道中的输运过程。结果表明，当纳米微通道倾角为0°时，穿透电子的穿透率可达10%，而当倾角大于几何张角时，穿透电子的透射率小于1%。穿透电子角分布中心没有随微孔倾角的... 详细信息

研究了2 keV电子在直径为800 nm，长度为10 μm的PET纳米通道中的输运过程。结果表明，当纳米微通道倾角为0°时，穿透电子的穿透率可达10%，而当倾角大于几何张角时，穿透电子的透射率小于1%。穿透电子角分布中心没有随微孔倾角的变化而移动，因此没有如在正离子的情况下那样观察到绝缘微孔对电子的导向效应。在充电达到稳态时，当微孔倾角小于几何张角时，电子分裂成上下两个电子斑。穿透电子的全角分布的时间演化表明，在充电开始时，穿透电子为单电子斑。随着入射电荷量（充电时间）的累积，穿透电子被上下拉伸，并逐渐分裂成两个电子斑。当纳米微孔的倾角超过几何张角时，穿透电子的分裂趋于消失。对电子造成微孔内壁上的电荷沉积的模拟计算表明，微孔表面被激发出大量空穴，形成正电荷累积；而部分入射电子沉积于表面以下更深处，形成负电荷层，因此不利于产生类似正离子的导向效应。本文还讨论了造成穿透电子角分布上下分裂的可能原因，并据此提出验证电子和离子充电机制不同的新的实验方法。研究结果为利用绝缘微通道控制电子传输技术的发展提供了支撑。

关键词：绝缘纳米毛细管低能电子导向效应

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