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介绍了一种冷却任意离子束的新方法。该方法是静电离子束阱内离子的自共振加速。被捕获的(分子)离子的束内碰撞将能量从离子分布群体的“冷”部分转移到“热”部分，而“热”部分反过来从束中蒸发。结果，离子束从约45k冷却到远低于1k。

设计并模拟了一种新型混合静电离子束阱(HEIBT)，用于低能离子-离子、离子中性合并离子束碰撞研究以及离子-激光相互作用实验。HEIBT是通过设计反射或传输不同电荷和能量的离子束的二向色静电反射镜而实现的。实验装置允许对被研究的反应产物在陷阱外喷射的片段成像检测。

我们介绍了ESO-NTT 3.5米望远镜上SOXS仪器的端到端模拟器的开发。SOXS将是一个光谱设备，由两臂高效光谱仪组成，能够覆盖350-2000 nm的光谱范围，分辨率R≈4500。端到端模型允许模拟光子从感兴趣的科学目标到探测器的传播。模拟器的输出是合成框架，它将主要用于优化管道开发，并可能有助于在实验室和望远镜中进行适当的对准和集成阶段。在本文中，我们将详细介绍该模拟器的结构和计算模型，它具有很强的模块化和灵活性。还介绍了与不同的观察和观测条件相关的合成光谱格式，以及由管道摄入的校准帧。

扫描纳米级超导量子干涉器件(SQUIDs)作为物质和器件的量子态和拓扑态的高灵敏微观磁和热表征工具，正受到越来越多的关注。我们介绍了一种用于SQUID-on-tip (SOT)纳米器件通用自对准制造的准直压差磁控溅射技术，由于其扩散而不是所需的定向点源沉积，传统溅射方法无法生产SOT纳米器件。该技术提供了广泛的超导材料和合金，超越了现有热沉积方法中使用的单质超导体，为大大增强SOT特性和功能开辟了道路。利用该方法，我们开发了直径低于50 nm的钼铼(Mo66Re34) SOT器件，磁通量灵敏度为1.2 μφ0/Hz1/2在4.2 K时达到3 T，热灵敏度优于4 μK/Hz1/2达到5 T，约为以往任何报道的5倍，为以前无法达到的物质量子态的磁性和自旋电子现象以及耗散机制的纳米成像铺平了道路。

魏茨曼科学研究所委托进行了一项新的实验，通过高精度测量β -中微子角相关性来研究短寿命(6)Heyabo怎么下载放射性衰变中的弱相互作用。该设施由一个14 MeV d + t中子发生器组成，用于产生原子(6)He，随后在电子束离子源中电离和聚束，并注入静电离子束陷阱。这种离子阱被设计用于有效地检测捕获光离子的衰变产物。在类似于7 × 10(-10) mbar的腔室压力下，不同稳定离子在阱中的存储时间在0.6 ~ 1.2 s之间。我们展示了该设施的初步测试结果，并展示了对现有方法(Stora等人，2012年)的重要升级，用于生产用于精密测量的轻放射性原子he -6。在目前的设置中，(6)He原子的生产速率估计类似于每中子1.45 x 10(-4)个原子，系统效率被发现为4.0 +/- 0.6%。对这种设置的改进还提出了增强放射性原子的生产和扩散，以供将来使用。

气相中的异构化和碳化学是许多科学研究中的关键过程。本文报道了线性$${{\rm C}}-{10}^ -$$ C 10 -到其单环异构体的异构化过程。$${{\rm C}}-{10}^ -$$ C 10 -离子被困在静电离子束陷阱中，然后用精确能量的激光脉冲激发。在光激发下形成的中性产物被测量为激光脉冲后的时间函数。使用统计模型发现，尽管系统的激发高于其异构势垒能，但从线性构象到单环构象的实际异构化发生在长达数百微秒的很长时间尺度上。这一发现可能预示着一个普遍现象，它可以影响星际介质化学的大分子形成以及其他气相过程。

我们提出了一个通过测量放射性β-发射原子的电子-中微子角相关来研究弱相互作用的实验计划，6He是第一个例子。由中子诱导反应产生的放射性原子将扩散到电子束离子源，电子束离子源电离、聚集，然后将它们注入静电离子束陷阱，在那里将测量角度相关性。我们用稳定离子对捕集器进行了测试，发现不同离子的储存时间为0.6 ~ 1.2 s。我们还进行了6He的生产实验，生产速率为- 105个原子/秒。我们介绍了这个项目的现状和未来的计划。

SOXS (X-Shooter之子)是ESO NTT望远镜的一种新型光谱仪，目前处于最终设计阶段。该仪器的主要目标是允许基于警报对瞬态源进行表征。它将使用两个独立的波长优化光谱仪，覆盖从近红外到可见光波段，光谱分辨率为R 1/4 4500。主要用于目标捕获和二次引导的可见相机也将提供科学的“光”成像模式。本文介绍了SOXS仪器控制软件的设计现状，该软件负责控制仪器的所有功能和探测器，协调曝光的执行，并实现所有的观测、校准和维护程序。考虑到SOXS联盟在VLT仪器开发方面的丰富经验，我们决定将控制系统的设计基于相同的硬件和软件控制标准。介绍了SOXS仪表软件的控制网络、仪表功能和要控制的探测器、总体设计和主要组成部分。然后，我们提供了关于soxs最特定功能的控制软件的详细信息:基于cots的成像相机的控制，屈曲补偿系统和二次导向。

SOXS (X-Shooter之子)是一个独特的光谱设备，从2021年起将在La Silla的ESO新技术望远镜(NTT)运行。光谱仪将能够同时覆盖UV-VIS和NIR波段，利用两个不同的臂和一个共同路径馈电系统。介绍了SOXS仪表控制电子器件的设计。电子设备控制仪器的所有运动、警报、机柜温度和电气联锁。我们描述了主要的设计理念。我们决定遵循ESO电子设计指南，以尽量减少项目时间和风险，并简化系统维护。该设计设想了商用现货(COTS)工业组件(如倍福PLC和EtherCAT现场总线模块)，以获得模块化设计，并提高整体可靠性和可维护性。采用预装式工业电动工作台，实现高精度装配标准和高可靠性。电子设备在任何可能的情况下都保持在船外，以减少热问题和仪器重量，并增加维护的可及性。该仪器项目于2017年通过了初步设计评审，目前处于最终设计阶段(2018年7月与FDR合作)。 This paper outlines the status of the work and is part of a series of contributions describing the SOXS design and properties after the instrument Preliminary Design Review.

SOXS (X-Shooter之子)将是ESO NTT望远镜的摄谱仪，能够覆盖光学和近红外波段，基于ESO- vlt的X-Shooter的遗产。SOXS将由一个国际财团建造和运行，在各种天文物体上执行快速和长期的机会目标请求。SOXS将从不同的调查中观测各种瞬态和可变源。这些将是快速警报(例如伽马射线爆发、引力波、中微子事件)、中期警报(例如超新星、x射线瞬变)、固定时间事件(例如小天体近距离通过)的混合。虽然重点是瞬变和变量，但仍有广泛的其他天体物理目标和科学主题将受益于SOXS。该设计预测了分辨率-狭缝产品为4500的光谱仪，能够同时观测整个波段从U-到h波段的完整光谱范围。R ~ 20的极限震级(S/N ~ 10时为1小时)适合于研究从正在进行的成像测量中确定的瞬变。光学波段(灰色)的光成像能力也被设想为允许对最微弱的瞬态进行多波段测光。本文概述了项目的现状，目前处于最终设计阶段。

SOXS (X-Shooter之子)将是La Silla上的ESO-NTT望远镜的新型中分辨率(1弧秒狭缝R ~ 4500)、高效率、宽频带光谱仪。它将能够同时覆盖光学和近红外波段(350-2000nm)，使用两个不同的臂和预狭缝共路馈电系统。SOXS将提供一种独特的设施来跟踪任何类型的瞬态事件，除了高效率和可用性之外，还具有最佳的响应时间。此外，一个校准单元和一个带有所有必要中继光学的采集摄像机系统将连接到公共路径子系统。采集相机，在光学体制下工作，将主要集中在目标采集和二次引导，但也将为科学测光提供一种成像模式。在这项工作中，我们给出了SOXS的采集摄像机系统的所有不同的功能的概述。文中还介绍了系统的光学和机械设计，以及在光学质量、通量、模限和光度性能方面的初步性能。

Son Of X-Shooter (SOXS)是位于智利La Silla站点的ESO 3.5米新技术望远镜(NTT)的新仪器，用于瞬变源的光谱跟踪。SOXS由两个中分辨率光谱仪组成，可覆盖350-2000 nm区间。采集相机将提供可见光波段的光成像能力。我们介绍了SOXS的组装、集成和测试活动(AIT)的预期程序，这些活动将在欧洲和智利的各个联盟伙伴场所的子系统层面以及系统层面进行。

Son of X-Shooter (SOXS)将是一种高效光谱仪，在整个波段上的平均分辨率-狭缝积为4500(目标为5000)，能够同时观测350-2000 nm的完整光谱范围。它由三个科学臂(紫外-可见光谱仪，近红外光谱仪和采集摄像机)组成，通过公共路径系统连接到NTT和校准单元。公共路径是仪器的主干，也是NTT Nasmyth聚焦法兰的接口。来自望远镜焦点的光被共程光学器件分成两个不同的光路，以馈送两个摄谱仪和采集相机。该仪器项目于2017年通过了初步设计评审，目前处于最终设计阶段(2018年7月与FDR合作)。本文概述了公共路径系统的现状，并伴随着一系列描述SOXS设计和初步设计评审后的特性的贡献。

SOXS (X-shooter之子)是一种用于ESO NTT的宽频带中分辨率光谱仪，预计将于2021年初发射第一束光。该仪器将由五个半独立的子系统组成:预狭缝共路径(CP)、采集摄像机(AC)、校准单元(CU)、近红外光谱仪和紫外-可见光谱仪。在本文中，我们介绍了子系统的机械设计，为简化最终的集成程序和维护而开发的运动支架。CP和近红外光学机械支架的概念是为一个简单的预对准程序和用于反射和折射元件的热补偿而开发的。

我们介绍了在La Silla(智利)的ESO-NTT望远镜的Son of XShooter (SOXS)仪器的近红外光谱仪。SOXS是一种平均分辨率为R ~ 4500的光谱仪，同时覆盖范围约为0.35 ~ 2.00 μm。它将安装在NTT的内什米斯焦点。这两个UV-VIS-NIR波长范围将由两个分开的臂覆盖。近红外光谱仪是一种全环状阶梯分散光谱仪，工作范围为0.80- 2.00 μm，配备Teledyne公司的夏威夷H2RG红外阵列，工作温度为40 K。光谱仪将被冷却到约150k，以降低热背景，并配备了一个热滤波器，以阻挡任何高于2.0 μm的热辐射。在这张海报中，我们将展示仪器的主要特征以及望远镜的预期性能。

SOXS将成为ESO NTT望远镜的一个独特的光谱设备，能够覆盖光学和近红外波段，这要归功于两个不同的臂:UV-VIS (350-850 nm)和近红外(800-1800 nm)。在本文中，我们描述了可视低温相机的设计和采集系统的结构。UV-VIS探测器系统是基于一个e2v CCD 44-82，一个定制的探测器头，加上ESO连续流低温器(CFC)冷却系统和ESO开发的NGC CCD控制器。本文概述了系统的现状，描述了组成UV-VIS臂的不同部分的设计，并伴随着一系列描述SOXS设计解决方案的贡献(参考文献1-12)。

Son Of X-Shooter (SOXS)1是为ESO 3.6m NTT设计的中分辨率光谱仪(R ~ 4500)。本文介绍了一阶(m = 1)高效离子蚀刻光栅作为主要分散剂的SOXS UV-VIS臂的光学设计。光谱带被分成四个通道，分别指向单独的光栅，并由一个单一的三元反射率相机同时成像。我们设计的预期产量是>60%，包括意外事故。SOXS的合作预计将在2021年初出现曙光。本文是本会议论文集s2-10中介绍完整SOXS仪器的几篇论文之一。

概述了SOXS光谱仪的光学设计。SOXS (Son Of X-Shooter)是用于ESO 3.58m NTT望远镜的新型宽带中分辨率光谱仪，预计将于2021年在La Silla开始观测。SOXS的光谱能力由两个不同的臂来保证。UV-VIS (350-850 nm)臂基于采用4离子蚀刻高效传输光栅的新概念。近红外(800- 2000 nm)臂采用了在X-Shooter上成功应用的4C’设计(准直器校正相机色差)。其他光学子系统包括成像采集摄像机、校准单元和预狭缝公共路径。我们描述了五个子系统的光学设计，并报告了它们在光谱格式、吞吐量和光学质量方面的性能。这项工作是描述SOXS设计和属性的一系列贡献的一部分，因为它即将面临最终设计审查。

气泡辅助液体空穴倍增器(LHM)是最近引入的一种用于贵重液体时间投影室的探测概念。在这种“局部双相”检测元件中，气泡被支持在穿孔电极下(例如，厚气体电子倍增器- THGEM或气体电子倍增器- GEM)。当电子通过空穴进入气泡时，它们会产生大的电致发光信号。在这项工作中，我们报告了THGEM和GEM电极涂上碘化铯并浸入液态氙的最新结果，首次允许除电离电子外检测初级VUV闪烁光子。

设计了一种速度图成像(VMI)光谱仪，并将其与静电离子束阱集成，用于研究被捕获的多原子阴离子在光脱离时的延迟电子发射。VMI光谱仪体积小，可以记录大范围的光电子能量，具有可变放大倍率。延迟电子发射可以记录在我们的实验装置在多原子阴离子光激发后的任何时间持续时间。用捕获的O-和C-5(-)离子进行了实验，以证明光谱仪的能力。在光激发下，VMI光谱仪检测到C-5(-)的延迟电子发射和O-的提示光电子。详细介绍了光谱仪的设计和性能。

基于纯静电场的静电离子束阱(EIBT)具有质量不受限制的捕获和易于操作等优点。我们开发了一种将电喷雾离子源与EIBT耦合的新系统。在源和EIBT之间有一个保罗阱，离子在被提取和加速之前在其中积聚。离子束进入EIBT后，通过快速提高入口镜上的电压来捕获离子。束的振荡是通过放大阱中心拾取环上诱导的电荷来检测的，离子质量与振荡周期的平方成正比。在EIBT的rf聚束模式下捕获生物分子用于质谱和碰撞截面的测量。在自聚束模式下，邻近质量离子束的聚结也被证明。

自共振(AR)冷却的一束离子振荡在静电离子束陷阱是首次证明。相对较宽的初始纵向速度分布减少了至少一个数量级使用AR加速度和坡道力。逃离束的热离子不会从系统中丢失，而是继续在束外的阱中振荡，并可能通过连续的AR过程进一步冷却。离子束内靠近陷阱反射镜的转折点的离子-离子碰撞有助于离子的热化。这种冷却方法适用于任何质量和任何电荷。

辐射电子附着(REA)在各种天体物理环境中对分子阴离子的形成起着重要作用。在这项工作中，我们基于详细的平衡方法，用REA确定了C-6(-)形成的速率系数。C-6(-)离子被储存在静电离子束阱中，并在其绝热分离能量(4.18 eV)之上被光激发。由于分子内部的快速转换和分子内的振动重分布，光激发会导致临时负离子(TNIs)的形成，与电子附着形成的临时负离子相同。绝对振动自分离和复发(或庞加莱)荧光(RF)速率系数已经报道[V。钱德拉塞卡兰等人，J.物理学。化学。let . 5, 4078(2014)]。了解各种竞争速率系数的分支比对于了解阴离子通过REA形成的概率具有决定性意义。在电子脱离能量下，C-6(-)的辐射稳定速率由射频主导，确定为5 x 10(4) s(-1)，即至少比红外跃迁的稳定速率快100倍。 The RF is found to very effectively stabilize the TNI formed by electron attachment. Using detailed balance to link the measured delayed detachment rate to the rate of electron attachment, we estimate the REA rate leading to the formation of C-6(-) to be 3 x 10(-7) cm(3) s(-1) at 300 K in agreement with theory (1.7 x 10(-7) cm(3) s(-1) [R. Terzieva and E. Herbst, Int. J. Mass Spectrom. 201, 135 (2000)]). Such a high rate for REA to C-6 indicates that REA may play a prominent role in the formation of anions in the interstellar medium.

电阻阳极多通道板探测器广泛应用于光子、电子和离子的成像。我们提出了一种通过考虑电阻式阳极编码器产生的信号的简单参数来从这种探测器系统中获取位置信息的方法。我们的技术易于实现，并在实验中实时计算位置。使用我们的方法可以获得位置信息，而不需要专用的位置分析仪单元。

原子锋利的氧化物异质结构表现出一系列在母体化合物中所不存在的新物理现象。一个突出的例子是在LaAlO3和SrTiO3之间的界面上出现了高导电态和超导态。本文报道了在LaMnO3/SrTiO3界面上，反铁磁Mott绝缘体突然转变为纳米级非均匀磁态的突发性现象。在增加LaMnO3的厚度后，我们的扫描纳米乌贼尖端显微镜显示了孤立的磁性纳米岛的自发形成，它显示了响应于平面内磁场的热激活矩反转。所观察到的超顺磁状态显示了热力学电子相分离的出现，其中金属铁磁岛在绝缘反铁磁基体中成核。我们推导了一个模型，该模型捕获了磁化强度的急剧起始和厚度依赖性。我们的模型表明，附近的超顺磁-铁磁跃迁可以门调谐，在磁存储和自旋电子学中具有应用潜力。

我们描述了与气体光电倍增管(GPM)耦合的液体- xe (LXe)探测器所取得的进展，用于在MeV范围内的快中子和伽马射线的组合成像和光谱学。该探测器的目的是能够探测货物和集装箱中隐藏的爆炸物和裂变材料。对于快中子和伽马射线，预期的位置分辨率分别约为2米和3.5毫米。实验结果显示，使用Am-241光源获得的能量和时间分辨率分别为11%和1.2 ns RMS。给出了位置敏感GPM的初步结果。

一个静电低温储存环，CSR，用于阴离子和阳离子束，每单位电荷的动能高达300kev，已经设计、建造并投入运行。离子束真空室的周长为35米，所有的束流光学装置都在低温恒温器中，由封闭循环液氦系统冷却。在环内低至(5.5 +/- 1)K的温度下，在能量为60 keV的原子和分子、阴离子和阳离子束中观察到几分钟到近一个小时的存储时间常数。利用电容拾取系统研究了离子束强度、能量依赖性的闭轨道位移(色散)和聚焦特性。存储离子的肖特基噪声谱在1000 s的时间尺度上显示动量分布的展宽。储存的阴离子的光分离被用于光束寿命的测量。阴离子与残余气体分子的碰撞分离率极低。剩余气体密度低于140厘米(-3)，相当于室温压力低于10(-14)毫巴。在低温环境中长时间存储的快速原子、分子和簇离子束，将允许在已知内部量子态下，通过合并和交叉光子和粒子束，对离子的碰撞和辐射诱导碎片化过程进行实验。

在静电离子束陷阱(EIBT)内被困的离子束中的离子在外部驱动力的影响下在束内表现出集体振荡。这些内部振荡已经使用一种新的方法与EIBT外的粒子探测器进行了明确的测量。在这种方法中，进化的离子束沿着整个陷阱长度进行监测，与其他技术中经常进行的局部单点测量形成对比。在本研究中，首次在EIBT中测量到四极振荡以及之前测量到的偶极振荡。四极振荡频率约为偶极振荡频率的两倍。这与理论模型的预测是一致的。

已经测量了带负电荷的四原子铝团簇的光子能量在1.8到2.7 eV之间的绝对光吸收横截面。该实验使用了消耗技术与静电离子束陷阱相结合，其中溅射离子源中产生的Al 4-离子在受到短激光脉冲之前被存储90 ms。此外，还测量了激光激发al4 -的单原子碎裂与电子发射之间的竞争关系。这些测量结果表明，在电子附着能~2.2 eV以下的所有光子能量下，即使碎片能比电子附着能高10%-20%，电子发射仍以碎片为主。这些发现，当与延迟电子和碎片产生在以前的测量中观察到[O。特拉维夫、phy。Rev. A83, 023201 (2011)PLRAAN1050-294710.1103/PhysRevA.83.023201]，可以在统计相空间理论中很好地解释单分子衰变假设Al 4-离子是旋转热的。分析结果表明，Al 4-的绝热电子脱离能为ead =(2.18±0.02)eV，单原子破碎能为d0 =(2.34±0.05)eV。此外，还观测到两个直接s波电离通道，阈值能量分别为(2.18 +或- 0.02)eV和(2.45 +或- 0.02)eV。

我们讨论了低温气体光电倍增管(GPM)的最新进展，可能用于暗物质和其他稀有事件搜索使用高贵的液体目标。我们展示了一个10cm直径的GPM耦合到双相液态氙(LXe) TPC的结果，首次证明了记录初级(ldquoS1rdquo)和次级(ldquoS2rdquo)闪烁信号的可行性。探测器由三层厚气电子倍增器(THGEM)结构组成，第一单元为碘化铯光电阴极;结果表明，它在180K稳定工作，增益超过10 5，即使存在由数千个光电子组成的大α粒子诱导S2信号，也能提供高的单光子探测效率。S1闪烁信号的时间分辨率为1.2 ns (RMS)。5.5 MeV α粒子S2电致发光的能量分辨率(sigma/E)为~ 9%，与使用pmt的XENON100 TPC的能量分辨率相当。在未来多吨贵重液体探测器中潜在的GPM部署的背景下讨论了结果。

双相高液tpc是目前直接探测暗物质最灵敏的仪器。将现有的吨级设计扩大到几吨级可能在技术上具有挑战性。这既包括用负担得起的高qe uv光子探测器进行大面积覆盖，也包括用凯夫级能量沉积在测量罕见事件的电荷和光信号时保持高精度。我们在解决这些问题的两种互补方法上提出了我们的最新进展:用于紫外光子检测的大面积低温气体光电倍增管(GPM)，以及使用浸入崇高液体中的穿孔电极提供电致发光光以响应电离电子和初级闪烁光子的液穴倍增器(LHM)。一个10厘米直径的GPM耦合到双相液态氙TPC的结果首次证明了在非常宽的动态范围内记录初级(ldquoS1rdquo)和次级(ldquoS2rdquo)闪烁信号的可行性。该探测器由三重thgem结构组成，第一元素为CsI，在180 K下稳定工作，增益大于10 5;在大量α粒子诱导S2信号存在的情况下，它提供了高单光子探测效率;S1闪烁信号的时间分辨率为1.2 ns (RMS)。在液态氙中操作的LHM产生了较大的光子增益，对于α粒子诱导的S2信号，脉冲高度分辨率为11% (RMS)。探测器的响应在几个月里是稳定的。 The response of the S2 signals to rapid changes in pressure lead to the conclusion that the underlying mechanism for S2 light is electroluminescence in xenon bubbles trapped below the immersed THGEM electrode. Both studies have the potential of paving the way towards new designs of dual- and single-phase noble-liquid TPCs that could simplify the conception of future multi-ton detectors of dark matter and other rare events.

用CCD相机观察了浸没在液态氙中的厚气体电子倍增器(THGEM)电极下液态氙的气泡形成过程。随着THGEM的电压变化，气泡的出现与α粒子轨道电离电子诱导的电致发光信号相关。这证实了最近的间接证据，即观察到的光子是由于电极下捕获的氙蒸汽层内的电致发光。气泡似乎是由于从300k的热流到液体中而自发出现的，或者是通过电阻线局部煮沸液体而以一种可控的方式出现的。控制气泡的形成导致sigma/E的能量分辨率接近7.5%，类似于6000个电离电子。这一现象可能为大体积“局部双相”高贵液体tpc的概念铺平道路。

我们设计了一个速度图成像(VMI)装置，并将其与静电离子束陷阱(EIBT)集成在一起，以研究光子诱导的快速和延迟电子发射。这里将讨论操作细节。本文还报道了VMI对俘获O离子的光离性能。

在这项工作中，我们讨论了在浸没在液态氙中的厚气电子倍增器(THGEM)电极的空穴中在相对低电场下观察到的大电致发光信号背后的机制。我们提供了强有力的证据，证明闪烁光是在THGEM孔下方的氙气泡中产生的。在几个月的运行过程中，该过程被证明是非常稳定的，在特定的热力学条件下，提供了类似于目前双相液态氙实验的能量分辨率。该机制可作为液相空穴倍增器(LHMs)开发的基础，LHMs能够在大体积单相贵重液体探测器中产生局部电荷诱导的电致发光信号，用于暗物质和中微子物理实验。

确定了C-6(-)阴离子在激发能高于绝热电子附着能时的循环荧光(RF)过程的绝对速率系数。射频过程是理解星际介质中阴离子的形成和稳定的重要组成部分。

量子化磁涡的动力学及其被材料缺陷钉住决定了超导体的电磁特性，特别是它们携带非耗散电流的能力。尽管最近在理解漩涡物质的复杂物理方面取得了进展，但电流通过实际材料缺陷的多尺度势驱动的漩涡行为仍然没有得到很好的理解，这主要是由于缺乏能够在纳米尺度上跟踪漩涡轨迹的适当实验工具。利用一种新型的扫描超导量子干涉显微镜，我们在这里报告了一项亚埃空间分辨率和前所未有的灵敏度的铅薄膜中涡的受控动力学的研究。我们第一次测量了多个缺陷的基本钉钉力对涡旋位移的基本依赖性，揭示了比以前认识到的更复杂的行为，包括惊人的弹簧软化和断裂弹簧脱扣，以及细胞涡旋轨迹之间的自发滞后切换。我们的研究结果表明，即使在4.2 K温度下，热涨落也很重要，波动在钉钉电位中起着至关重要的作用，为超导体的磁弛豫和电磁响应机制提供了新的见解。

我们确定了C-6(-)阴离子在激发能高于绝热电子附着能4.18 eV时的循环荧光(RF)过程的绝对速率系数。实验通过从溅射离子源中提取C-6(-)离子并将其储存在弯曲的静电离子束阱中进行。在储存1 s后，阴离子冷却到接近室温的温度，它们被短激光脉冲激发，并且由于振动自动分离(VAD)的中和率被测量为几个波长的时间函数。由于通过射频和VAD过程的两个竞争衰变的不同能量依赖性，它们对测量的总衰变率系数的贡献可以被解开。当激发能量小于或接近4.6 eV时，衰减主要由射频过程主导，衰减率系数约为5 × 10(4) s(-1)。该结果清楚地证明了C-6(-)中存在RF过程，并说明了该过程在天体物理学兴趣的孤立分子的产生和冷却中的重要性。

提出了一种在线性静电离子束阱中测量keV离子质量选择性寿命的技术。该技术是基于使用弱射频电位聚集离子和通过拾取电极进行无损离子检测。该方法没有质量限制，具有固有的质量选择性的优点，并提供了同时测量不同离子物种的寿命而不需要预先的质量选择的可能性。

为了基本相互作用研究的目的，我们提出了实现一种新的实验方案来测量(6)He的beta衰变中的beta-nu相关性的第一步。我们的方法是基于离子捕获装置的一种新颖使用，静电离子束阱(EIBT)耦合到d+t中子发生器。EIBT之前没有被考虑到基本相互作用研究中，与其他旨在精确测量β -nu角相关系数的最先进的实验方案相比，显示出潜在的非常显著的优势。

我们测量了利用聚焦离子束产生的周期性表面空穴对高t -c Bi2Sr2CaCu2O8+delta晶体中涡旋物质相图的影响。微分磁光测量表明，相对于原始熔融线，不可逆性线向更高的场和温度移动。不可逆性线在整数匹配场之间表现出较弱的场依赖性，表明在空穴处存在多通量量子钉住现象。我们发现在整数匹配场下涡旋物质的平衡压缩率降低，这是热力学Mott绝缘子相存在的有力证据。横向交流场的震动令人惊讶地揭示了一阶熔化，它没有相对于原始熔化线发生位移，而且似乎发生在莫特绝缘体区域内。这种熔化被理解为表面孔洞下晶体的一阶跃迁。这种转变在表层是可见的，尽管上层的涡旋压缩性降低了。

光学吸收测量用于探测整数和分数量子霍尔效应体系中的自旋极化。该系统只有在填充因子nu=1和非常低的温度(类似于40 mK)下才完全自旋极化。填充因子的微小变化(δ nu近似于+/- 0.01)导致显著的去极化。这表明，在nu=1时，流动量子霍尔铁磁体对温度升高或填充因子的微小变化非常脆弱。

在本文中，我们研究了光激发载流子在耦合量子阱中围绕莫特跃迁的扩散特性。我们发现，非束缚电子和空穴的扩散是双极性的，具有较大的扩散系数，类似于在p-i-n结中发现的扩散系数。相关效应在激子阶段被发现显著抑制载流子的扩散。我们表明，这种扩散性质的差异导致在Mott跃迁时激发点周围出现光致发光环图案。

报道了低浓度柱状缺陷将Bi(2)Sr(2)CaCu(2)O(8)晶体中的一阶涡点阵熔炼线转变为由两个临界点分隔的一阶和二阶跃迁交替段。随着柱状缺陷密度的增加，临界点间距偏移，中间二级转变范围扩大。利用振动技术，可以测量平衡磁化强度，并将熔化线绘制到27 K。

采用磁光测量结合振动技术测定了Bi(2)Sr(2)CaCu(2)O(8+y)晶体中存在柱状缺陷时的热力学下临界场H(c1)。我们观察到H(c1)由于柱状缺陷而向下移位。使用部分辐照的样品，我们表明H(c1)的微小局部变化极大地影响了场穿透超导体的方式。我们提出了一个理论模型，该模型为实验结果提供了定量拟合，并解释了小样本不均匀性的影响如何被几何效应增强，并导致局部场分布和穿透的显著变化。

研究了二维电子气体在磁场中的吸收光谱。我们发现，在低温下，当2DEG是自旋极化时，与自旋向上或自旋向下电子的产生相对应的吸收光谱在大小、线宽和填充因子依赖性上有所不同。我们表明，这些差异可以解释为，在一种情况下，产生了马汉激子，而在另一种情况下，产生了幂律费米边奇点。

利用磁光测量和分子动力学模拟研究了含低浓度倾斜柱状缺陷(CDs)的Bi2Sr2CaCu2O8中的涡旋物质。研究发现，当磁场远离CDs时，虽然动力学性质受到显著影响，但热力学跃迁与角度无关。模拟结果表明，即使在较大的倾斜角下，涡饼仍然局限在CDs上。这保留了涡旋热力学，而涡旋钉住是相当削弱由于扭结滑动。

我们给出了分数量子霍尔体系中GaAs量子阱在0 <nu范围内光学带间吸收的测量结果

无序度和孔隙度是强烈影响材料物理行为的参数，包括它们的机械、电、磁和光学性质。超导体中的涡旋可以为无序的影响提供重要的见解，因为它们的大小与纳米结构的特征尺寸相当。在这里，我们提供了一种新型漩涡物质的实验证据，这种物质由被困在固体漩涡结构孔隙中的相互连接的漩涡液体纳米液滴组成，就像液体渗透到纳米多孔固体骨架中一样。我们的纳米多孔骨架是由高能重离子辐照所产生的相关无序所固定的涡流形成的。通过扫描外加磁场，纳米液滴中的涡流数量从几个到几百个不等。在冷却时，笼状纳米液滴通过一阶或连续的转变冻结成有序的纳米晶体，而在高温下，固体骨架因离域诱导熔化而形成均匀的液相。这种新的涡旋纳米液体显示出独特的性质和对称性，这是不同于固相和液相。

研究了低密度柱状缺陷(CDs)存在下BSCCO晶体中涡流物质的结构、动力学和热力学性质。磁装饰表明，当涡流数量超过cd时，就会形成由两种涡流组成的非均匀涡旋物质:驻留在cd上的涡旋形成固定涡旋的矩阵，而间隙涡旋在矩阵的“孔隙”中形成有序的晶体。差分磁光研究表明，在升高的磁场下，多孔相的熔解分为两个阶段，在比原始熔解温度高得多的温度下，晶体的一级熔解，以及在更高温度下基体的持续熔解。在低场下，这两种转变同时发生，在观测到的熔化线中产生了一个尖锐的扭结。(C) 2004 Elsevier B.V.版权所有。

利用微分磁光技术来可视化传输电流的流动，我们揭示了在低密度柱状缺陷存在的可逆涡旋液体区域内新的离域线。这条线将均匀的涡流液体(其中所有的涡流都是离域的)与非均匀的“纳米液体”相分离，在非均匀的“纳米液体”相中，相互连接的涡流液体纳米液滴被困在由钉在柱状缺陷上的涡流形成的固体骨架的孔隙中。纳米液相沿柱状缺陷呈高度相关，但无横向临界电流。

传统的捕获离子的方法是基于射频或磁场的使用，就像保罗阱或潘宁阱。在这样的陷阱中，离子储存的动能几乎为零。在许多应用中需要一个明确的离子束，特别是在碰撞实验中，其中光束的初始方向对反应产物的测量至关重要，并且在碰撞处需要一个明确的无场区域。在过去的几年里，我们开发了一种新型的静电离子阱，用于每电荷几keV的离子束，没有质量限制。离子通过一堆电极注入，这些电极被用作静电镜。离子被两个静电反射镜限制在几十厘米的区域内，它们位于相对的两侧。该阱的稳定性判据与光学谐振腔的稳定性判据相似。在静电反射镜上研究了不同电位的离子束的动力学特性。有两种操作模式。在第一模式中观察到自聚束效应，其中离子-离子库仑相互作用在整个捕获时间内产生一个长度恒定的单束。 This mode of operation can be used for Fourier mass spectrometry. A second mode, where the Coulomb interaction enhances the correlation between the ion position and momentum, enables phase space manipulation of the stored ion beam.

我们描述了用于可见光谱范围的密封充气光电倍增管(GPMT)的制备，并介绍了第一个原型的特性。它们由一个直径50毫米的半透明双碱(K-Cs-Sb)光电阴极耦合到一个30毫米x 30毫米卡普顿多气体电子倍增器(GEM)。在双gem模式下达到2 x 10(4)的高增益，在405nm处达到13%的量子效率，在700 Torr of Ar/CH4(95:5)。介绍了探测器的结构和实验装置;结果显示了GPMT增益，离子反馈及其抑制，稳定性，和其他关键参数在各种气体混合物。讨论了In/Sn和In/Bi钎料的热封工艺。

苦装饰和磁光学研究表明，在重离子辐照超导体中，当涡流数量超过柱状缺陷时，就会形成“多孔”涡旋物质。在这种状态下，有序的涡晶体被嵌在柱状缺陷上的刚性涡基体的“孔隙”中。晶体通过一阶转变熔化，而基体保持固态。随着柱状缺陷密度的增加，熔化温度逐渐升高，最终转变为连续相变。在高温下，熔点线上出现了一个尖锐的扭结，这标志着从晶体熔点到刚性基体熔点的突变。

我们描述了一种新的质谱技术，它是基于线性静电离子阱的使用和新发现的自聚束现象。离子储存在阱中，它们的振荡频率由振荡次数的傅里叶变换决定。使用该系统，我们证明了同时捕获几个质量并获得高分辨率的质量谱是可能的。该仪器与飞行时间质量以及离子回旋共振质谱仪进行了比较。(C) 2003 Elsevier B.V.版权所有。

我们描述了一个密封的，常压气体光电倍增管(GPMT)的制备可见光谱范围，并提出了第一个原型的性质。它们由一个50尼尼直径的半透明双碱光电阴极耦合到一个30x30mm kapton制造的多gem电子倍增器组成。在Ar/CH4大气压下(95:5)，在双gem模式下达到2x10(4)的高增益和在405次运行时13%的量子效率。介绍了探测器的结构和实验装置;结果显示了GPMT增益，离子反馈及其抑制，稳定性，和其他关键参数在各种气体混合物。我们还研究了In/Sn和In/Bi焊料的热封技术。

我们证明了观察到的同步效应[Pedersen等人，物理。Rev. Lett. 87, 055001(2001)]，当一束离子在静电离子束阱的两个镜子之间振荡时，可以解释为负质量不稳定性。我们推导了这种无色散行为发生的状态存在的简单必要条件，并证明了在这种状态下，离子阱可以用作高分辨率质谱仪。

我们提出了在低电子密度下控制光致发光光谱的基本物理的微观理解。通过进行近场和远场测量，我们展示了光谱的各种特征(强度、能量、宽度)是如何受到背景电子密度和远程电离供体的潜在波动的影响的。

利用局部磁化强度测量和涡旋振荡技术研究了高温超导体Bi2Sr2CaCu2O8中的涡旋物质相变。测量结果揭示了沿第二磁化峰值线的一阶跃迁(FOT)的热力学证据。温度低于表观临界点T-cp。我们发现FOT线并没有在T-cp处终止，而是继续下降到至少30 K。这一观察结果表明，有序涡晶格相通过一个统一的FOT被破坏，它的特征从高温的热诱导熔化转变为低温的无序诱导转变。在中等温度下，过渡精细呈上升趋势。这意味着涡旋物质表现出“逆”的熔化行为。(C) 2001年Elsevier Science B.V.出版

量子阱(QW)宽度的变化是激子线变宽的一个来源。利用低温近场光学显微镜，我们已经利用激子能量对阱宽的依赖关系来表明，在GaAs量子阱中，这些看似随机的阱宽波动实际上表现出明确的有序强长程相关性，出现在横向上，在量子阱平面上，以及垂直上，在一个在另一个之上生长的量子阱之间。我们表明，这些波动与地表上常见的丘状结构有关。这是分子束外延生长的固有特性。

我们利用低温近场光谱技术对高迁移率砷化镓量子阱平面内的电子密度分布进行了成像。我们发现电子在平面上不是随机分布的，而是形成了电子密度较高的窄条纹(宽度小于150 nm)。条纹沿[1 (1)over bar0]晶体方向排列，呈准周期结构。我们表明，细长的结构丘，这是分子束外延所固有的，是负责电子密度纹理的创造。

在GaAs量子阱中测量了门控二维电子气体的近场和远场光致发光光谱。扫描近场测量揭示了中性(X)和负电荷(X-)激子不同线形状的微观起源。我们发现了一种新的激子展宽机制:局域密度涨落引起局域X峰能量的空间涨落，从而导致远场X线的不均匀展宽。因此，X线宽与电子密度分布的宽度成正比。另一方面，我们发现X-是均匀加宽的，其洛伦兹线形的分子与电子密度成线性比例。我们提出了一个简单的方法来确定低电子密度从PL谱。

逆熔化是指当温度降低时，晶体可逆地转变为液态或非晶相的过程。这样的过程被认为是非常罕见的(1)，并且对它的研究经常受到非平衡态或中间相的形成的阻碍(2)。本文报道了高温超导体中由磁通量线形成的晶格的一阶逆熔化现象。在低温下，材料中的无序会导致涡流，从而阻止了对其平衡特性的观察，从而无法确定是否发生相变。但是通过使用一种技术(3)使漩涡“抖动”，我们能够平衡晶格，这使我们能够获得直接的热力学证据，即随着温度的降低，有序晶格反向融化为无序涡旋相。有序晶格的熵比低温无序相的熵大。一阶相变的机制由高温热诱导熔化逐渐转变为低温无序相变。

一般论点(1)表明，弱无序状态下一阶相变不那么剧烈，而广泛无序状态下一阶相变可以转变为二阶相变;但这一过程的原子层面的细节尚不清楚。超导体中的涡旋晶格提供了一个独特的系统，在其中研究粒子间尺度上的一阶跃迁(2-6)，以及在广泛的粒子密度范围内。在这里，我们使用差分磁光技术来获得无序超导体熔化过程的直接实验可视化。这些图像揭示了在成核、图案形成、固液界面粗化和钉扎等方面的复杂行为。虽然发现局部熔化是一阶的，但观察到过渡的全局四舍五入;这是由于无序引起的局部熔点温度的广泛分布，在尺度上下降到介观水平。我们还解决了微观液体域的局部滞回过冷，这是非平衡过程，只发生在无序修正熔化温度具有局部最大值的选定位置。通过揭示成核过程，我们能够通过实验评估固液表面张力，我们发现它是非常小的。

我们用亚波长分辨率研究了门控二维电子气体光致发光的空间分布。这是通过扫描一个直径为250 nm的锥形光纤尖端在样品表面的近场区域，并收集光致发光。由光激发电子空穴对与电子结合形成的带负电荷的激子的谱线，可作为局部电荷存在的指示符。这条线的局部发光强度与尖端下的电子数成正比。我们观察到在栅极电压范围内这种强度有很大的空间波动，其中电子电导率呈现急剧下降。当栅极电压变得更负时，这些波动的振幅增加，傅里叶频谱扩展到较低的空间频率。我们表明，波动是由于局部电子在远程电离供体的随机势的统计分布。我们利用这些波动来成像平面上的电子和给体分布。

本文描述了由短而不对称的氧化物纳米粒子合成纯相的超长空心WS纳米管。在这个过程中，氧化物纳米颗粒沿着它们最长的轴生长;随后，它们的最外层被硫化，而生长的氧化物尖端保持无涂层只要纳米须继续生长。随后，关闭硫化杯，在60-120分钟内完成氧化物芯的缓慢扩散控制硫化。

提出了一种用于储存快离子束的新型离子阱。阱是静电的，在两个静电反射镜之间储存离子。给出了两个不同的利用陷阱的例子。第一个例子需要在储存后提取被捕获的粒子，以研究它们与外部目标的碰撞，而第二个例子测量了亚稳态He能级的寿命。讨论了纯静电场存储的优点。

当极低浓度的柱状缺陷引入无序状态时，Bi2Sr2CaCu2O8晶体的涡流晶格的一阶相变转变为连续相变。我们通过改变柱的浓度，通过改变熔化线的温度，或者通过倾斜相对于柱的磁场，证明了无序强度的微调和一阶转变的恢复。

ii型超导体最常见的研究技术之一是输运测量，在这种方法中，将电流施加到样品上，测量出相应的电阻作为温度和磁场的函数。在远低于临界温度T-c的温度下，超导体的电阻通常是不可测量的低，但在更高的温度和场中，在所谓的涡旋液相中，观察到大量的线性电阻(1)。在这种耗散状态下，在像Bi2Sr2CaCu2O8这样的各向异性高温超导体中，耗散状态可能占据了混合状态相图的大部分，通常假设传输电流像在普通金属中一样均匀地流过样品。为了测试这一假设，我们设计了一种测量方法，允许确定穿过样品的传输电流的流动模式。令人惊讶的结果是，在Bi2Sr2CaCu2O8晶体中，由于存在强大的表面阻挡，即使在高阻状态下，大部分电流也在样品的边缘流动，而不是在本体中流动。这一发现对现有电阻率数据的解释具有重要意义，并可能对高温超导电线和磁带的发展具有重要意义。

研究了输运电流作用下Bi2Sr2CaCu2O8晶体的涡旋物质相图。利用有效表面势垒的强度及其非线性和不对称性来识别一阶跃迁之上可能出现的新有序相。这种技术还可以灵敏地测定脱平温度。一阶相变以下的固相被从多临界点延伸出的垂直线明显地细分为两相。

提出了一种捕捉快(keV)离子束的新技术。阱是静电的，工作原理类似于光学谐振器。该阱的主要优点是可以在不需要减速的情况下捕获快速光束，光束方向明确，各种探头很容易接近被捕获光束，并且在外部光束注入方面的要求简单。文中还报导了分子离子辐射冷却的初步实验结果。(C) 1998年美国物理研究所。

测量了门控二维电子气体的近场光致发光。Mie利用电子与光激发电子空穴对结合形成的负电荷激子作为局部存在电荷的指示物。观察到带负电荷的激子的发光强度有很大的空间波动。这些波动被证明是由于电子定位在远程电离供体的随机势。我们利用这些波动来成像电子和平面上的给体分布。[s0031 - 9007(98) 06953 - 1]。

研究了长链烷基硫醇在铜上的自组装反应。发现有两个因素对SA工艺有实质性的影响:(i) Cu对吸附溶液中存在的物质的化学反应性，特别是溶剂，以及(ii)表面预处理，这影响氧化物的数量和表面形貌。这两个因素在SA到金的情况下不太重要，因为它的化学惰性。在不同硫醇浓度的溶剂(乙醇、甲苯和双环己基)中，十八硫醇(C18SH)单分子层被吸附在以不同方式预处理的铜表面上。通过接触角测量、掠入射傅里叶变换红外光谱和扫描力显微镜对单层进行了表征。乙醇是制备烷基硫醇SA最常用的溶剂，由于其对铜的化学反应性，对单层SA有明显的负面影响。以甲苯为溶剂，只要用较高的硫醇浓度来补偿硫醇在甲苯中的较高溶解度，就可以获得取向更好和更结晶的单分子层。在SA之前对Cu表面进行处理，可以通过减少表面氧化物的数量和表面波纹来显著改善SA。溶剂的作用比表面氧化更为关键;因此，在Cu表面存在薄氧化层的情况下，可以形成高质量的单层。 Superior C18SH monolayers, in terms of organization and crystallinity, are obtained by SA from toluene onto Cu surfaces sputtered-annealed in high vacuum, even when the Cu surface is subjected to short exposure to air before SA.

提出了一种仅利用静电场存储快离子束的技术。快离子阱被设计成一个光学谐振器，其电极结构允许一个非常大的无场区域，通过各种探头容易进入阱，一个简单的离子加载技术，离子的初始动能有一个广泛的接受范围。这种快离子存储装置为许多实验提供了可能性，本文介绍了其中的一些可能性。

YBa2Cu3O7(1237)被还原和定量氧化，在室温下(RT)，通过提取或插入氧气，使用电化学设置。通过X射线衍射判断，薄膜经过RT还原和复氧反应，得到均匀的产物。由于还原会导致超导性的丧失，而再氧化会恢复超导性，因此这种方法可以在室温下控制(部分)薄膜的超导性。这允许(1237)薄膜的模式化。用该方法已经制备了类sns结构。该方法不仅可以通过[氧]体积控制n(E(F))，而且还可以通过控制颗粒最外层(在薄膜和颗粒中)的[氧]来控制晶间接触的质量。

YBa2Cu3O7(1237)在室温(RT)下被还原和再氧化，采用湿法电化学萃取，或固态电化学再插氧。通过X射线衍射和电阻率对温度的依赖性判断，这种方法可以得到均匀的薄膜产品。由于还原导致超导性的损失，再氧化恢复它，这种方法允许室温控制(部分)薄膜的超导性，因此，可用于(1237)薄膜的图版。我们用这种方法制备了类sns结构。该方法不仅可以控制体积特性，还可以控制晶间接触的质量，可能是通过控制氧浓度和晶粒最外层的顺序(在薄膜和颗粒中)。结果表明，快速，现场辅助，氧气运动，这是由独立测量证实。

在室温下，用电化学技术在碳酸丙烯酯中定量地降低了YBa2Cu3O7-x多晶样品的氧含量。还原后，碳酸丙烯在YBa2Cu3O7-x阴极上发生了不寻常的反应，产生丙烯，这显然是因为表面产生了活性氧。用x射线粉末衍射、电阻率和磁化率对还原材料进行了表征。大颗粒，还原球团被发现是不均匀的相对于x。还原材料表现出一个扩大的过渡到超导状态。这种效应归因于还原过程中亚稳相的形成。低温退火后，观察到80k、60k和20k的转变温度。这些结果表明，T(c)是氧含量的连续函数，但是氧有序的不连续函数。