氩离子等离子体源离子注入的数值模拟

应用PIC-MCC方法模拟了氩离子等离子体源离子注入过程,考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射,模拟了不同电压、不同气压及不同等离子体密度下氩离子到达靶表面的能量分布和入射角分布,讨论了碰撞对能量分布和入射角分布的影响.     

等离子体源离子注入装置中离子到达靶表面的…

等离子体源离子注入，是将待注入的靶直接浸入等离子体源中，靶上施加一系列负高压脉中，离子在变化的电场中获得能最后注入靶中，建立了离子的蒙特卡罗模拟模型，考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射，模拟了不同气压下氮离子到达靶表面的能量分布和入射角分布。     

He(Ar)低能FIB研磨Si薄膜的纳米孔洞溅射产额的计算

利用蒙特卡罗方法计算氦离子和氩离子在各种参数下(离子能量、入射角度)入射硅材料表面的溅射产额.计算了硅材料表面的溅射产额对离子数目、离子能量、入射角度与He离子和Ar离子的数量依赖关系,并对模拟结果进行分析.当入射离子数量为2000个,入射能量为3keV,入射角度为84°时,He离子产生的溅射产额最大值是1.30Atoms/ion;当入射角度为78°时,Ar离子产生的溅射产额最大值是8.91Atoms/ion.     

低能重离子轰击钛铝靶溅射原子能谱的理论

进一步发展了文献[8-9]的各项异性溅射理论,并运用该理论研究了低能氩离子和氙离子分别轰击钛靶和铝靶的溅射原子能量分布(或溅射原子能谱),以及溅射原子谱与离子入射角以及溅射原子出射角的关系.尤其对于氩离子轰击钛靶,作者只设置了唯一参数,新理论就可以很好的解释文献[10]的大量实验结果.当然,分析中,新理论忽略了电子阻止的贡献.对于较大的溅射原子出射角,理论值明显小于实验值,这可能是由于直接反冲对溅射原子谱的影响,因为新理论只适合于溅射碰撞级联,所以忽略了直接反冲的贡献.新理论与文献[10]大部分实验相符这一事实进一步证明了动量淀积在低能重离子碰撞溅射的重要作用,从而并进一步指导离子碰撞溅射的各种应用.     

镓聚焦离子束研磨Cu薄膜的模拟

利用TRIM模拟中的蒙特卡罗方法计算了镓（Gallium）离子在Cu薄膜上的溅射产额。分析溅射产额对镓离子的数量、入射离子的能量和离子入射角度的依赖关系。     

离子束作用下动态靶的计算机模拟

固体中离子传输和原子碰撞级联的计算机模拟程序ＴＣＩＳ已发展起具有模拟离子 束作用下固体靶中成分动态演变的功能。本文详细介绍动态 ＴＣＩＳ模拟程序的物理模 型及计算方法，给出算例及有关问题的讨论。动态 ＴＣＩＳ可以研究离子束轰击三元靶 的复杂问题：如大剂量离子注入、择优溅射和界面混合等。     

合金靶材择优溅射的SRIM模拟研究

利用SRIM2013软件,分别模拟计算了3组合金靶材Fe-Cr、Cu-Ni和Au-Ag在氩离子入射时的溅射产额,根据计算结果得出3组合金均存在择优溅射现象,择优溅射与金属原子的表面结合能有关的结论。同时模拟了 Au-Ag合金的溅射产额随入射离子能量和合金成分的变化情况,并分析其择优溅射机制。     

蒙特卡罗模拟单元素靶的溅射产额角分布

用蒙特卡罗方法模拟能量为２７ｋｅＶＡｒ＋轰击Ａｇ和Ｃｄ单元素靶的力学运动，以研究级联碰撞产生的溅射原子的空间分布情况，对计算结果进行适当的数学处理，以得出微分溅射产额角分布．计算结果和实验值作了比较，并讨论了两种单元素靶的微分产额角分布．     

NiFe2O4铁氧体薄膜溅射产额的蒙特卡罗模拟

通过蒙特卡罗方法,运用SRIM程序,模拟了Ar+轰击NiFe2O4铁氧体靶材的过程,研究了不同入射能量及角度Ar+轰击NiFe2O4靶材引起的溅射产额。结果表明:离子垂直入射时NiFe2O4中各元素的溅射产额和出射原子能量都随入射离子能量的增大而增大;各元素产额的比率在低能离子入射时,变化较大,但能在较大的入射离子能量范围内保持相对稳定的值;离子斜入射时,随着入射离子角度增加,各元素的溅射产额先增大,后减小,并在77°左右达到最大值;离子入射角度变化时,并不严重影响各元素之间产额的比率,且组分比率能在较大的离子入射角度范围内保持相对稳定的值。     

Ar+能量及低能轰击对离子溅射铜钨薄膜结构的影响

研究了双离子束溅射制备铜钨薄膜时Ar^ 能量及低能辅助轰击对膜结构的影响。实验结果表明，以铜为衬底，铜靶Ar^ 能量在1-2keV、钨靶Ar^ 能量在3keV左右时，离子溅射铜钨薄膜是以钨的非晶态为骨架机械夹杂着铜晶粒的方式存在。铜晶粒度随铜靶Ar^ 能量增加略有增大。当Ar^ 能量高到临界值(约为1．5keV)时，少量铜转变成单晶态和熔进钨形成固溶体。受晶体缺陷及晶格畸变影响，铜衍射峰会发生微小偏移。     

低能氩离子刻蚀在高深度分辨率杂质分布测定中的应用

300eV的低能氩离子刻蚀与SIMS技术相结合,研究了高深度分辨率杂质深度分布测定的可能性。采用石英晶体的频率变化与微量天平称重的方法对~(48)Ar~+离子注入的Si试样的刻蚀速率进行了校准。实验表明,离子刻蚀去层度的精度可以达12左右;经过~40)Ar~+离子注入的Si试样的刻蚀速率与未经~(40)Ar~+注入的Si试样有明显的差别。测定了300keV的~(40)Ar~+离子注入Si中的深度分布,测量结果与理论计算进行了对比。     

考虑碰撞的二维离子引出过程的数值模拟

为研究各因素对原子蒸气激光同位素分离（ＡＶＬＩＳ）中离子引出特性的影响,采用二维流体理论电子平衡模型分析计算了引出过程中外加恒定电磁场和电子温度等因素对离子引出特性（引出时间、碰撞损失率）的影响。粒子间的碰撞主要考虑同位素离子和原子间的共振电荷转移,用碰撞截面来处理。数值计算结果表明,外电场和电子温度对离子引出特性影响较大。外电场强,电子温度高,则引出时间短,碰撞损失亦小。而一定的恒定磁场对引出特性影响很小。     

离子束混合Mo/Al系表面合金相的形成

离子束混合制备表面合金相,是一种新的材料表面处理技术。本文用真空离子溅射技术在多晶Al表面沉积金属Mo膜形成Mo/Al复合层,用100keVA_r~+束轰击并经不同温度退火后,由x-ray衍射探测到在材料表面出现了Al_2(MoO_4)_3相,同时讨论了这一表面相的产生条件、成因及其随不同退火温度变化情况。     

真空直流溅射镀膜的条件分析

由真空直流溅射镀膜所得到的样品表面薄膜质量受到镀膜条件的影响,这些条件包括镀膜的氛围和直流电压,其中的惰性气体如氢气的气压控制是致关重要的,这2个参量对离子流的影响是很明显的。在试验中,对离子流与这2个参量的关系进行了定量分析,从而确定出镀膜条件的影响规律,找到最佳的镀膜条件。我们还采用了在样品表面加圆柱环的方法来控制等离子流溅射方向从而使镀膜均匀。