MEVVA离子源凸形引出电极的研制

介绍了金属蒸气真空弧(Metal vaporvacuumarc,MEVVA)离子源的凸形引出电极的研制.研究表明,凸形引出电极可以完成离子束的强制发散功能,从而在较短的引出距离和较小的引出电极面积的条件下得到大的束斑和均匀可应用的束流分布.通过对几种不同的电极结构的比较研究,得到了满足应用要求的凸形引出电极.     

多组元气体、金属脉冲离子源

介绍了多组元气体、金属脉冲离子源的结构、工作原理和功能。给出该源的调试指标为 :引出电压 80kV ;引出脉冲束流 ,Ti+为 1.8A、N+为 1.2A、Ti++N+为 3.0A ;脉冲宽度 2 50 μs ;束斑面积2 2cm(380cm2 ) ;均匀度为± 2 0 %。该源具有多功能、脉冲流强大、束斑大、高电荷态等特点。     

100keV金属表面改性离子注入与混合两用机

叙述了１００ｋｅＶ金属表面改性离子注入与混合两用机的总体结构及各主要部件的技术参数。该机经过调试各项主要指标已达到设计要求，工作稳定可靠，已开始金属材料表面改性实验。     

基于磁偏转的真空弧离子源成分诊断

采用磁偏转的方法,对金属氢化物电极真空弧离子源放电产生的等离子体进行了成分诊断。采用了Ti D2电极材料进行放电,测量了在30-80 A弧流情况下的各离子的组分。实验结果表明,弧流越大时等离子体的密度越大,在现有引出结构下,由于等离子体发射面的凹凸变化导致测得的离子信号出现双峰。通过增加栅网可以减少等离子密度,双峰情况会有所减少。另外,随着弧流增大,氘所占比例会有所增加,弧流达到60 A以上氘含量增幅不明显。     

真空弧离子源的电阻触发工作方式

介绍了真空弧离子源的一种电阻触发工作方式。有别于典型金属蒸汽真空弧(Metal vapor vacuum arc,MEVVA)离子源的触发工作方式,该方式不需要高压触发脉冲发生器和高压隔离脉冲变压器,简化了电源系统。实验测量了采用电阻触法20-200A主弧电流下的引出离子流,结果表明离子流随主弧流增大。研究了不同阻值触发电阻的起弧情况,实验结果表明在一定电阻阻值范围内,触发电阻越大,触发越难成功。电阻增大使得触发时间增长,主弧上升沿变缓,但是对引出的离子流几乎没有影响。     

金属真空弧离子源引出强流离子束的数值模拟

为了引出更高强度、更高亮度的铀离子束,以满足重离子研究中心(Gesellschaft für SchwerionenforschungmbH,GSI)重离子同步加速器的需求,本文用三维的计算机程序KOBRA3-INP对金属真空弧离子源(Metalvapor vacuum arcion source,MEVVA)引出强流铀离子束在引出系统和后加速系统中的动力学特性进行了研究,讨论了离子源发射束流密度对引出束性能的影响.结果表明,束流损失主要发生在引出系统和后加速系统之间的漂移区;在假设漂移区束流被空间电荷中和的情况下,模拟结果和实验结果符合;在发射束流密度为180-230 mA/cm2范围内,经后加速的束流强度变化不大.     

用于EBIT装置的小型MEVVA源及其离子注入实验

为给上海电子束离子阱(Electron Beam Ion Traps,EBIT)装置提供低电荷离子,我们研制了小型金属蒸汽真空弧(Metal Vapor Vacuum Arc,MEVVA)离子源,可产生多种金属以及半导体材料的低电荷离子.本文介绍小型MEVVA离子源的特性及其在上海EBIT装置上的离子注入实验.实验结果显示,合理控制注入参数可以使注入并被束缚在EBIT中的离子数密度达到108～109/cm3.     

真空弧离子源脉冲工作瞬间的放电行为

采用高速摄影和光谱诊断的方法研究了真空弧离子源脉冲工作瞬间的放电行为。拍摄了离子源放电瞬间吸氢电极上阴极斑的形成过程，分析了不同放电电流时阴极斑的发射光谱。实验结果表明，当脉冲工作电流为10^1—10^2A时，真空弧离子源放电区一般只有单个阴极斑，阴极斑的位置在同一次放电中的变化很小；较大的脉冲工作电流有利于提高阴极斑的温度，并最终导致氢离子浓度的增加，但也会使阴极材料的溅射更加严重，造成离子源等离子体品质下降。     

Long range implantation by MEVVA metal ion source

Metal vapor vacuum are(MEVVA)source ion implantation is a new technology used for achieving long range ion impantation.It is very improtant for research and application of the ion beam modification of materials.The results show that the implanted atom diffusion coefficient increases in Mo implanted Al with high ion flux and high dose.The implanted depth is 3-11.6 times greater than that of the corresponding ion range.The ion species.doses and ion fluxes play an importnat part in the long-range implantation.Especially,thermal atom chemistry have specific effect on the long-range implatation during high ion flux implantation at transient high target temperature.     

Photoluminescence from neodymium silicide thin films formed by MEVVA ion source

Neodymium silicides were synthesized by Nd ion implanted into Si substrates with the aid of a metal vapor vacuum are(MEVVA)ion source.The blender of Nd5Si4 and NdSi2 was formed in a neodymium-implanted silicon thin film during the as-implanted state,but there was only single neodymium silicide compound in the post-annealed state,and the phase changed from NdSi2 to Nd5Si4 with increasing annealing temperature.The blue-violet luminescence excited by ultra-viloet was observed at the room temperature(RT),and the intensity of photoluminescence(PL)increased with increasing the neodymium ion fluence,Moreover,the photoluminescence was closely dependent on the temperature of rapid thermal annealing(RTA),A mechanism of photoluminescence was discussed.     

全方位离子注入及增强沉积工业机和应用

报道了等离子体源离子注入 (PSII)或等离子体浸没离子注入 (PIII)及增强沉积工业机的实验结果及应用。该机真空室直径 90 0mm ,高 10 5 0mm ,立式放置 ,抽气系统由分子泵及机械泵构成并且实现了PLC控制 ,本底真空小于 4× 10 - 4Pa。等离子体由热阴极放电或三个高效磁过滤式金属等离子体源产生 ,因此可实现全方位离子注入或增强沉积成膜。该机的负高压脉冲最高幅值为 80kV ,最大脉冲电流为 6 0A ,重复频率为 5 0— 5 0 0Hz ,脉冲上升沿小于 2 μs,并且可根据需要产生脉冲串。其等离子体密度约为 10 8— 10 10 ·cm- 3,膜沉积速率为 0 .1— 0 .5nm/s。     

IS-A离子源的实验研究和初步应用

为加热HT-6M托卡马克等离子体而研制的IS-A十厘米双潘宁离子源具有强流、大功率、高质子比等特点。经过进一步的发展,该源可以引出多种气体离子束,以满足不同实验的需要。本文详细地研究了几何结构和运行条件对源等离子体的影响。报道了该离子源在其它领域中的初步应用。     

离子束混合及离子注入陶瓷材料表面改性研究概述

对离子注入陶瓷材料引起的辐照损伤和材料力学性能、摩擦学性能的改善及陶瓷基体上金属薄膜的离子束混合增强粘着研究的进展进行了综述。