磁控濺射氣體凝聚團(tuán)簇源及聚焦小尺寸納米顆粒空氣動(dòng)力學(xué)透鏡研究.pdf

1、密級(jí)：公開(kāi)研究生學(xué)位論文磁控濺射氣體凝聚團(tuán)簇源及聚焦小尺寸納米顆論文題目（中文）?？諝鈩?dòng)力學(xué)透鏡研究TheStudyofMagronSputteringGas論文題目（夕卜文）AggregationClusterSourceAerodynamicLens研究生姓名學(xué)科、專(zhuān)業(yè)研究方向?qū)W位級(jí)別導(dǎo)師姓名、職稱(chēng)論文工作起止年月論文提交日期論文答辯日期學(xué)位授予日期SystemfFocusingSmallNanoparticles張連華物理學(xué)?粒子

2、物理與原子核物理粒子束與物質(zhì)相互作用博士陳熙萌教授2012年09月至2017年06月2017年06月2017年06月校址：甘肅省蘭州市磁控濺射氣體凝聚團(tuán)簇源及聚焦小尺寸納米顆粒空氣動(dòng)力學(xué)透鏡研究中文摘要納米實(shí)驗(yàn)裝置在核物理，原子分子物理，生物物理等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。磁控濺射團(tuán)簇源和空氣動(dòng)力學(xué)透鏡是隨著納米技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)裝置。本人是蘭州大學(xué)和德國(guó)弗萊堡大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)的博士研宄生，在利用德國(guó)弗萊堡大學(xué)磁控濺射團(tuán)簇源進(jìn)行相關(guān)研宄過(guò)程中，

3、發(fā)現(xiàn)該裝置存在一些不足?；诖?，本論文進(jìn)行了相關(guān)模擬研宄，核心內(nèi)容是磁控濺射團(tuán)簇源的理論研宄以及空氣動(dòng)力學(xué)透鏡的設(shè)計(jì)與評(píng)估。主要研宄的內(nèi)容如下：1.利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法，研宄磁控濺射管中入射氣流方向?qū)F(tuán)簇軌跡的影響。結(jié)果表明布朗運(yùn)動(dòng)嚴(yán)重干擾粒子在磁控濺射管的運(yùn)動(dòng)，角度為90時(shí)，團(tuán)簇的通過(guò)率最大，團(tuán)簇的通過(guò)率隨著粒子尺寸的增大而增大。2.利用CFD方法模擬團(tuán)簇在冷凝腔的軌跡。粒子所受之力為氣體的阻力和布朗力。在軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)中，氦

4、氣被認(rèn)定為穩(wěn)定的單向流體，用此可以模擬渦流對(duì)團(tuán)簇軌跡的影響。模擬結(jié)果顯示在氦氣中，布朗運(yùn)動(dòng)嚴(yán)重影響了直徑小于50nm的粒子的通過(guò)率，渦流增加了粒子沉積到腔內(nèi)壁的概率。為此，我們完善了團(tuán)簇源的結(jié)構(gòu)，增加了一個(gè)緩沖區(qū)，模擬了緩沖區(qū)對(duì)團(tuán)簇源的作用，結(jié)果表明，修正后的團(tuán)簇源性能明顯提高。3.利用CFD方法模擬噴嘴形狀的作用。模擬結(jié)果顯示噴嘴的形狀對(duì)團(tuán)簇的通過(guò)率和束流寬度影響。4.設(shè)計(jì)了一套用來(lái)聚焦直徑小于10nm的納米粒子的空氣動(dòng)力學(xué)透鏡。從模