电子自旋探测仪电子学系统研制

【摘要】电子自旋是电子的基本性质之一,自旋电子学是以不同自旋取向的电子为对象,研究具有某一自旋状态的电子运输特性的新兴学科,是当前凝聚态物理的热点领域之一。通过闪烁体加光电倍增管的方式能够测量高能Mott散射电子,从而直接测量出电子自旋极化度和极化方向。本文以此为基础,采用电子自旋探测技术设计出基于电子自旋探测仪的电子学系统。论文首先分析了电子自旋探测器对电子学系统的具体要求,并结合工作环境和噪声等因素,设计了工作在30KV高压环境中的高电位信号处理单元和工作在低电位的控制显示单元,两个单元使用光电转换进行隔离和通信。高电位信号处理单元由高速高增益低噪声的前置放大器、高速脉冲幅度甄别器、反符合电路和计数率可达20MHz的高速计数器组成,使用可充锂电池供电。其中,前置放大器将100uA、20-30nS宽度的电流脉冲信号转换为1Vpp、30ns宽度的电压脉冲信号；高速脉冲幅度甄别器的可调阈值为100mV-4.0V、响应时间为2.5ns。低电位控制显示单元主要功能是提供按键输入、显示实验条件、并且可以通过USB接口与PC机通信,使用标准2U机箱,满足仪器设备规范。本文设计的电子自旋探测仪电子学系统已用于自旋分辨反光电子能谱实验,系统运行稳定,用户界面良好,满足设计需求。
【作者】胡星；
【导师】黄光明；
【作者基本信息】华中师范大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】电子自旋；前置放大器；甄别器；计数器；

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