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利用激光驱动离子束快速点火惯性聚变能量
使用激光驱动离子束的快速点火惯性聚变能 执行摘要 离子快速点火 (IFI) 或由激光驱动离子束引发的聚变快速点火是实现高增益惯性聚变能 (IFE) 的一条有前途的途径 [1,2]。在 IFI 中，首先使用激光或脉冲功率驱动器组装冷的、致密的氘氚 (DT) 燃料。然后，高功率离子束聚焦到燃料内的一小块体积（热点），迅速将燃料加热到发生聚变点火的状态。该热点中的聚变燃烧会传播到热点周围的燃料，导致该燃料的很大一部分燃尽，并且有可能实现惯性聚变能所需的高增益 (G~100)。IFI 对燃料压缩和点火两个基本元素使用单独的驱动器，从而最大程度地控制和优化每个元素。另一方面，传统的激光聚变使用同一驱动器的多束光束来压缩燃料并对其中心进行冲击加热以点燃燃烧波。尽管传统激光聚变取得了令人瞩目的进展，但高增益和 IFE 所需的精确空间对称性、时间脉冲整形和定时仍然是一项尚未解决的严重挑战。过去二十年来，激光离子加速和聚焦方面取得了重大进展，国家点火装置 (NIF) 上演示的 DT 燃料高密度压缩表明了 IFI 概念的基本可行性。作为一种有前途的补充方法，IFI 是一个值得优先研究的方向，因为它为 IFE 的成功提供了一条替代途径，其风险状况与传统激光驱动聚变不同。然而，它利用并促进了许多相同科学和技术的发展。然而，需要进一步的研发投入来解决 IFI 中的关键技术差距。实现离子快速点火的两种不同方法显而易见：使用通过重入锥聚焦到热点的低 Z 离子，以及使用在胶囊外部产生的高 Z 离子。两者都有优点和缺点，需要通过开发燃料组件和点火的点设计进行检查，同时评估各种权衡（例如激光等离子体不稳定性 (LPI) 风险、效率、稳健性）。这种检查将指导定义关键的把关指标，以证明进一步开发的合理性、核心能力的进一步开发以及关键指标的同时实验演示。引言离子快点火可能是高增益惯性聚变能量生产的可行途径 [1,2]。为了实现 IFI，首先使用传统惯性约束聚变 (ICF) 技术（例如激光驱动压缩（直接或间接驱动）或脉冲功率驱动器）将大量氘氚燃料组装成高密度（~500 g/cm 3）。然后，高流离子束，由一个或多个高强度激光束与转换器靶相互作用产生的激光，被导向燃料内的热点体积，以便等容加热热点燃料（即，没有流体动力学
H 2 /NH 3 反应离子束刻蚀磁性隧道结材料特性
摘要 利用 H 2 /NH 3 的反应离子束蚀刻 (RIBE) 系统蚀刻磁隧道结 (MTJ) 材料，例如 CoFeB、Co、Pt、MgO，以及硬掩模材料，例如 W 和 TiN。与使用纯 H 2（无蚀刻）和 NH 3 的蚀刻相比，使用 H 2 和 NH 3 的混合气体，尤其是 H 2 /NH 3 (2:1) 比例，可以观察到 MTJ 相关材料的更高蚀刻速率和相对于掩模材料的更高蚀刻选择性 (>30)。此外，在蚀刻的磁性材料表面上没有观察到明显的化学和物理损伤，对于通过 H 2 /NH 3 (2:1) 离子束蚀刻的 CoPt 和 MTJ 纳米级图案，可以观察到高度各向异性的蚀刻轮廓 >83 ◦，没有侧壁再沉积。与 H 2 离子束或 NH 3 离子束相比，H 2 /NH 3 (2:1) 离子束对磁性材料（如 CoFeB）的蚀刻速率更高，这被认为与挥发性金属氢化物（MH，M = Co、Fe 等）的形成有关，这是通过暴露于 NH 3 离子束中在 CoFeB 表面形成的 M-NH x（x = 1 ∼ 3）的还原形成的。人们认为，H 2 /NH 3 RIBE 是一种适用于蚀刻下一代纳米级自旋转移力矩磁性随机存取存储器 (STT-MRAM) 设备的 MTJ 材料的技术。
用于表面改性、注入和分析的纳米级多电荷聚焦离子束平台
PELIICAEN（纳米级离子注入控制和分析研究平台）装置是一种独特的设备，它拥有所有的原位超高真空设备（聚焦离子束 (FIB) 柱、二次电子显微镜 (SEM)、原子力和扫描隧道显微镜 (AFM/STM)），以及它在材料上的纳米结构性能。该装置最近配备了自己的电子回旋共振离子源、使用气动振动绝缘体的新型位置控制平台和快速脉冲装置。它的性能得到了大幅提升，可以选择多种离子，离子注入深度可调至几百纳米，图像分辨率低至 25 纳米，样品上的离子束尺寸低至 100 纳米。凭借所有这些设备，PELIICAEN 装置在执行和分析离子注入和表面改性方面处于国际前沿。
桑迪亚离子束实验室的 14 MeV DT 中子测试设施
实时监测基础设施环境。检测方法使用一组机器学习算法来识别异常行为，然后将这些异常归类为攻击类别。响应方法使用软件定义网络来随机化 IP 地址和应用程序端口号，使攻击者对网络的了解无效并阻止成功部署攻击。
在聚焦离子束形样品中控制晶体裂解的表面光谱
我们对量子材料的理解通常是基于通过光谱均值（最著名的是角度分辨光发射光谱（ARPE）和扫描隧道显微镜的精确确定其电子光谱的。都需要原子清洁和平坦的晶体表面，这些表面是通过在超高真空室中进行原位机械裂解来制备的。我们提出了一种新的方法，该方法解决了当前最新方法的三个主要问题：（1）切割是一种高度的稳定性，因此是一种效率低下的过程； （2）断裂过程受散装晶体中的键支配，许多材料和表面根本不会切割； （3）裂解的位置是随机的，可以防止在指定的感兴趣区域收集数据。我们的新工作流程是基于微型晶体的聚焦离子光束加工，其中形状（而不是晶体）各向异性决定了裂解平面，可以将其放置在特定的目标层上。作为原则证明，我们显示了ARPES沿AC平面的SR 2 RUO 4的微裂解和SRTIO 3的两个表面取向产生，这是众所周知的很难裂解立方钙钛矿。
聚焦离子束铣削卤化物钙钛矿器件横截面的光发射
Baba , A.、Bai , D.、Sadoh , T.、Kenjo , A.、Nakashima , H.、Mori , H. 和 Tsurushima , T. (1997)。硅晶体中辐射诱导缺陷和非晶化的行为。物理研究中的核仪器和方法。 B 部分：光束与材料和原子的相互作用，121（1 – 4），299 – 301。，Li，X.，Qi，J.，Yu，D.，Li，J.和Gao，P.（2018）。从原子尺度洞察甲基铵碘化铅钙钛矿的结构不稳定性及其分解途径。自然通讯, 9 (1), 4807。陈绍军, 张颖, 张鑫, 赵建, 赵哲, 苏鑫, 华哲, 张建, 曹建, 和冯建军 (2020)。有机-无机杂化钙钛矿通过中间超结构的一般分解途径及其抑制机制。先进材料, 32 (29), 2001107。Cortecchia, D., Lew, K. C., So, J.-K., Bruno, A., & Soci, C. (2017)。多维钙钛矿薄膜中自组织异质相的阴极发光。材料化学, 29 (23), 10088 – 10094。Dar, MI、Jacopin, G.、Hezam, M.、Arora, N.、Zakeeruddin, SM、Deveaud, B.、Nazeeruddin, MK 和 Grätzel, M. (2016)。 CH3NH3PbI3-xBr x 钙钛矿单晶中的不对称阴极发光发射。 ACS Photonics, 3 (6), 947 – 952。Divitini, G., Cacovich, S., Matteocci, F., Cinà, L., Di Carlo, A., & Ducati, C. (2016)。原位观察钙钛矿太阳能电池的热致降解。自然能量, 1 (2), 15012。http://dx.doi.org/10.1037/0021-843X.111.1.15012 Drouin, D., Couture, R., Joly, D., Tastet, X., Aimez, V., & Gauvin, R. (2007)。 CASINO V2.42 — 为扫描电子显微镜和微分析用户提供快速且易于使用的建模工具。扫描, 29 (3), 92 – 101。Ferrer Orri, J.;莱内曼，J.；普雷斯塔特，E.；约翰斯通，DN； Tappy，N.LightSpy。 2021. Giannuzzi, LA、Geurts, R. 和 Ringnalda, J. (2005)。 2 keV Ga + FIB 铣削可减少硅中的非晶损伤。显微镜和微分析，11（S02），828-829。离子偏析对混合卤化物钙钛矿薄膜局部光学特性的影响。纳米快报, 16 (2), 1485 – 1490。Hidalgo, J., Castro-Mendez, A., & Correa-Baena, J. (2019)。钙钛矿太阳能电池的成像和映射表征工具。先进能源材料, 9 (30), 1900444。Huh, Y., Hong, K. J., & Shin, K. S. (2013)。聚焦离子束铣削在金属和电子材料中引起的非晶化。显微镜和微分析，19 (S5)，33 – 37。Jeangros, Q., Duchamp, M., Werner, J., Kruth, M., Dunin-Borkowski, RE, Niesen, B., Ballif, C., & Hessler-Wyser, A. (2016)。原位 TEM 分析
聚焦离子束沉积碳铂纳米线用于低温电阻测温
在低温下研究经典和量子热效应需要使用片上局部高灵敏度测温法。使用聚焦离子束 (FIB) 辅助沉积制备的碳铂复合材料形成粒状结构，本研究表明，这种结构特别适合此应用。使用 24 pA 离子束电流沉积的碳铂温度计在 1 K 以下具有高灵敏度，可与最好的低温温度计相媲美。此外，这些温度计可以使用无掩模工艺精确放置在芯片上数十纳米的范围内。它们还具有弱磁场依赖性，在施加 0 至 8 T 的磁场时电阻变化小于 3%。最后，由于目前广泛使用 FIB，这些温度计可集成到各种纳米级设备中。© 2020 Elsevier Ltd。保留所有权利。
聚焦离子束沉积碳铂纳米线用于低温电阻测温
我们研究了聚焦离子束沉积碳铂 (FIB C-Pt) 复合材料作为低温灵敏局部微温度计的用途，该复合材料可在器件制造的任何阶段无需使用掩模进行沉积。FIB 沉积是获得纳米级欧姆接触的常用方法 [20]。因此，它在这方面得到了广泛的研究。特别是，已经研究了 FIB C-Pt 的电阻率与成分 [21, 22, 23]、温度 [24, 25, 26, 27]、尺寸 [28, 29] 和沉积参数 [30, 31] 的关系。然而，FIB C-Pt 作为低温电阻温度计的潜力从未被研究过。虽然复合系统代表了一种新型的片上测温方法，但其成分元素 Pt [32, 33, 34, 35, 36, 37] 和 C [32, 38, 39] 已被用作电阻温度计，用于各种应用。对于纯 Pt 温度计，与大多数金属温度计一样，
Petawatt激光驱动离子加速度的在线费用测量
激光驱动的离子光束因其在多学科研究和技术中的潜在使用而引起了极大的关注。临床前研究对它们的放射生物学有效性，已经确定了使用激光驱动的离子束进行放射疗法的前景。特别是，通过高离子束电荷和激光驱动的离子束的唯一短束长度来实现对超高瞬时剂量率的有益作用的研究。此类研究需要可靠的在线剂量测定方法，以监视每次激光射击的束电荷，以确保将规定的剂量准确地应用于生物样品中。在本文中，我们介绍了对激光驱动离子加速器的集成电流变压器（ICT）的首次成功使用。这是一种无创诊断，用于测量加速离子束的电荷。它可以在线估计放射生物学实验中施加的剂量，并促进离子束调谐，特别是对激光离子源的优化以及质子传输光束线的对齐。我们介绍了ICT实施和与其他诊断的相关性，例如放射性膜，汤姆森抛物线光谱仪和闪烁体。