脉冲离子束作用下金属氚化物氦释放测量技术研究

为认识脉冲离子束作用下金属氚化物的氦释放行为,建立了脉冲离子束作用下金属氚化物氦释放测量系统。利用标准体积气体取样装置,采用气体反扩散法,对系统的容积比、灵敏度进行了实验标定。在此基础上,发展了脉冲离子束作用下金属氚化物氦释放的测量技术,开展了脉冲离子束作用下金属氚化物氦释放实验研究。结果显示,单次脉冲离子束作用下金属氚化物的氦释放呈脉冲式,释放量最大可达10~(13)个原子以上。     

离子注入用高低温变温靶室

本文介绍了一个在77-800K范围可变温度下进行离子注入和就地电学测量的靶室。该靶室曾为金属、硅化物以及某些超导材料的离子束混合实验在10W左右的束流功率下使用了几年,温度漂移在±3K。     

离子束混合-材料表面改性

离子束穿过薄标记层要引起层内物质浓度沿深度分布的弥散。同样,离子束穿过金属和半导体或金属和金属之间的交界面,也要引起这种弥散。用真空沉积法,在SiO_2那样不活泼材料表面上沉积二个或多个元素薄层,以形成多层结构的样品。然后,在一定的温度下用Ar~ 、Kr~ 或Xe~ 那样的惰性气体离子束流轰击,可形成各种平衡的和亚稳定的化合物,无定形层或固溶体,这就是离子束混合(Ion-Beam Mixing)。     

B-Ni、B-Fe系离子束混合实验研究

近年来,常用离子束混合法来研究二元金属系统的合金化问题。但是,在用离子束混合法研究类金属-金属二元系统结构变化方面,除掉Si与Pt、Pd等金属的单层膜反冲混合外,迄今还未见有研究资料发表。然而,类金属元素在金属的离子束表面改性中,以及在用其它方法形成非晶态等的研究中,是常用的元素。因此,研究类金属-金属在离子束作用下的结构变化具有现实意义。     

离子束混合中的扩散、热扩散与化学反应效应

离子束混合的理论研究目前集中在混合机制。已提出的机制主要有碰撞级联混合与辐射增强扩散混合。在文献[5、6]中我们给出了这两种机制统一处理的模型与数学表述。     

用~(16)O(α,α)~(16)O共振散射研究氧杂质对WSi_2形成及其性质的影响

用~(16)O(α,α)~(15)O共振散射在E_R=3.042MeV共振,分析样品中氧含量及浓度分布,研究了离子束混合引起的W-Si多层薄膜间的反应及形成的WSi_2薄膜性质与膜中氧杂质浓度的关系,氧的再分布与退火温度的关系。发现随着退火温度升高,氧朝表面扩散。形成硅化物时氧从硅化物中排出,并在表面和硅化物与单晶硅衬界面积累。在350℃下用As离子辐照时,含氧较低的样品直接形成六角WSi_2相,含氧较高的样品没有得到六角WSi_2相。含氧较少的样品,在离子束辐照下混合较均匀,形成的二硅化钨薄膜有较大的晶粒和较小的电阻。     

1 A GeV下Au+Au反应中的径向流的Blast-wave方法分析

径向流是重离子碰撞中研究高温高密核物质性质极为重要的实验可观测量。本文在同位旋相关的量子分子动力学(Isospin dependent Quantum Molecular Dynamics,IQMD)模型框架下,用爆炸波模型提取1 A GeV的Au+Au反应体系中的径向流和热力学冻结温度,发现径向流的大小由中心碰撞到周边碰撞逐渐减小,与FOPI(4πCollaboration)实验结果及其他模拟结果一致。同时详细分析了径向流参数α对拟合结果的影响,得出此能量下α合理取值范围应在0-1。     

硅基体的金属钼反冲注入

在某基体的表面,真空蒸镀一层其它材料的薄膜,用离子轰击时将引起原子级联碰撞而导致基体原子和薄层原子的混合,特别是在界面区域的混合。所谓反冲注入是指薄层原子在此过程中进入基体的现象。目前,离子束混合已开始应用到半导体器件及金属等材料改性的领域中。     

~(12)C~(3+)离子束在HIRFL-CSRe上的初步电子冷却调试

非全裸离子在储存环内冷却储存时主要通过碰撞离化和辐射电子俘获进行损失。兰州重离子加速器(HIRFL)实验环(CSRe)调束发现,能量为122 MeV/u的~(12)C~(3+)离子束注入到CSRe后的存储寿命仅为6.6s,且电子冷却效果不明显。本文结合CSRe真空条件计算了~(12)C~(3+)离子束的存储寿命及其电子冷却时间,确定了CSRe平均真空度为10-8 Pa量级是导致非全裸的~(12)C~(3+)离子束存储寿命减小的主要原因,而电子冷却作用及辐射电子俘获引起的~(12)C~(3+)离子束损失被~(12)C~(3+)离子束与残余气体碰撞离化损失所掩盖,即~(12)C~(3+)离子束在未被完全冷却前便由于存储寿命过短而近乎全部损失。这解释了CSRe初步电子冷却调试中~(12)C~(3+)离子束快速损失的主要原因。     

离子束与固体相互作用中的一些物理冶金问题

离子注入及离子束混合一般包括两类物理过程:一是高速粒子与团体靶原子碰撞和级联碰撞过程,是使固体表面原子无序化过程,其结果是形成大量原子离位,造成结构损伤和缺陷;二是其后的物理化学过程,是按照热力学能量最低原则趋向有序化过程。其中,包括点阵再定位(velocation)的弛豫过程、增强扩散过程、亚稳相回到平衡态过程。在这两类过程中碰撞是整个过程的初始条件,其后物理化学过程是在这一初始条件及一定边界条件下进行的,最后决