高剂量离子注入直接形成Ge纳米晶的物理机理

研究了单束双能高剂量Ge离子注入、不经过退火在非晶态SiO2薄膜中直接形成镶嵌结构Ge纳米晶的物理机制．实验中利用不加磁分析器的离子注入机，采用Ge弧光放电离化自动形成的Ge+和Ge2+双电荷离子并存的单束双能离子注入方法，制备了1e16～1e18cm－2多种剂量Ge离子注入的Si基SiO2薄膜样品．用GIXRD表征了Ge纳米晶的存在，并仔细分析得到了纳米晶形成的阈值剂量．通过TEM分析了Ge纳米晶的深度分布和晶粒尺寸．用SRIM程序分别计算了双能离子在SiO2非晶层的射程和深度分布，与实验结合，得到纳米晶形成的物理机制，即纳米晶的形成与单束双能离子注入时Ge＋和Ge2＋相互碰撞产生的能量沉积在SiO2中形成的局域高温有关．     

离子沉积的过渡层

离子沉积技术在本杂志上已有详细介绍。该技术能够解决热处理不能解决的问题,即能使固态下互不溶的膜材和基材界面之间形成过渡层(可互溶金属更可促进过渡层形成)。为了区别热扩散所形成的过渡层,称之为“伪扩散”型的过渡层。它可以将膜材与基材的物理性能差异所引起的应力(如热应力等)分散在一个较宽的过渡层中,避免了应力过分集中,     

重离子辐照诱发TiNiCu合金非晶化的原位电子显微研究

在美国Argonne国家实验室连接有IVEM-Tandem National Facility加速器的Hitatch3000电子显微镜上，通过400KeV Xe^ 离子就位辐射研究了TiNiCu形状记忆合金的常温晶态-非晶态转变。入射的Xe离子通过级联碰撞，从0.05dpa开始辐照诱发TiNiCu合金化学无序，非晶化过程和化学无序几乎同时进行；0.2dpa后，马氏体变体的衬度明显减小，变得非常模糊；在0.4dpa非晶化转变完成，马氏体变体的衬度完全消失。     

高能球磨制备Tb_4O_7-TiO_2纳米复合粉末的研究

通过高能球磨技术制备了Tb_4O_7-18Ti O_2(质量分数,%)纳米尺度复合粉末。采用激光粒度测试仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对不同球磨时间的混合粉末的微观形貌组织、颗粒与晶粒大小以及晶格畸变量等进行了研究与表征。结果表明,混合粉末经过高能球磨后其颗粒与晶粒尺寸均达到了纳米级,组织均匀。Tb_4O_7相的X射线衍射峰随球磨时间的增加逐渐宽化且向大角度偏移;Ti O_2相衍射峰强度逐渐降低,在球磨4 h后消失。随球磨时间的增加,颗粒和晶粒的平均尺寸减小,球磨初期减小很快,球磨后期减小缓慢,最后趋于一个稳定值。96 h球磨后颗粒和晶粒的平均尺寸分别为200和95 nm,晶格畸变量达到1.35%。同时探讨了TiO_2相固溶和纳米晶形成原因以及微观组织演变的机制。     

用于双离子束注入器的杂质消除系统

研制了一套用于双离子束注入器的杂质消除系统，该系统由两台速度选择器、1台单透镜和1台双孔选束光阑组成，可实现不同荷质比的两种离子束在同时传输过程中消除杂质离子。该技术已用于1台H⁺₂和He⁺两种离子束同时传输的50 keV双离子束注入器，实现了1台加速器同时产生、传输两种离子束，并同轴注入靶内，离子束纯度好于99.9%。     

离子镀技术中基板偏压作用的研究

本文进行了离子镀机理的研究。用俄歇电子谱仪测定了不同工艺的离子镀膜与基板界面的过度层；用急冷忽热试验法评定了不同工艺的离子镀膜与基板间的结合力，用扫描电镜观察了不同离子镀基板偏压的膜层组织形貌。通过实验证明了离子镀中基板偏压有着以下几点重要作用：加基板偏压可以清除基板表面的氧化物污染层，直流二极型离子镀可以使固态不互溶金属组成的膜－基界面形成“伪扩散层”，其膜－基界面结合力比空心阴极离子镀膜－基结合力高；直流二极型离子镀随着基板偏压的提高可以细化膜层织组、消除柱状晶，提高镀层致密度。