数学计算法和软件拟合法在虚拟和真实alpha粒子能损测量Mylar膜厚度实验中的比较

根据中山大学物理与天文学院近代物理实验虚拟核实验连续三个年级的本科生实验报告,发现学生在用数学公式计算Mylar膜厚度时,与理论值出现较大误差,各年级的平均相对误差分别为445.02%、335.45%和519.92%。为了查找误差原因,做了真实核实验并依旧采用数学计算方法计算Mylar膜厚度,发现仍旧与理论值出现较大误差,相对误差值为207.72%。而采用Srim软件计算虚拟核实验Mylar膜厚度和真实核实验Mylar膜厚度时,相对误差很小,分别为7.47%和20.1%。从而判定,用数学组合公式在计算多原子化合物Mylar膜时,不准确度较高,误差较大。

基于MD模拟的低能FIB辐照金刚石靶材亚表层损伤形成机理研究

聚焦离子束(focused Ion beam,FIB)作为一种用于金刚石微铣刀的特种加工方式,其引发的损伤程度直接关联到刀具的加工性能和寿命。课题组采用LAMMPS软件进行分子动力学(Molecular Dynamics,MD)模拟,结合SRIM软件的分析结果,探究单晶金刚石亚表层损伤的形成机理和入射离子能量对损伤深度和范围的影响。模拟结果表明:随着入射离子能量的提升,离子束在材料内的渗透深度及引起的非晶层和点缺陷损伤均有所增加;进一步的研究发现损伤形成过程中材料局部温度的上升可能诱发自退火现象,且与离子入射能量成正比,该现象对于理解聚焦离子束加工引起的损伤有着至关重要的意义;而势能的变化与损伤形成之间的显著对应关系揭示了第一邻近原子的势能明显高于第二邻近原子,进而高于Other类型原子,这一发现有助于深入理解损伤形成的微观过程。因此,精确控制入射能量是实现金刚石材料高精度聚焦离子束加工的关键,且对自退火效应和势能变化的研究对损伤监控与控制同样重要。

MC法模拟B_4 C/Al复合材料热中子辐照损伤

利用MC法模拟了热中子被^(10)B吸收产生的He和Li离子入射到B_4C/Al材料中的作用全过程,获得了He离子和Li离子在材料中的射程、发散角、离位原子以及能量沉积等分布,并计算出热中子辐照引起的DPA。模拟结果显示,He离子在其路径上引起的离位主要是在其径迹末端,在其路径的前段引起离位较少;Li离子不仅在其径迹末端引起大量原子离位,在其路径的前段同样会引起一定量的原子离位;在能量相差不大的情况下,同一种离子引起的原子离位数基本相同;当热中子注量达到2.39×10^(19)/cm^2时,DPA为1,其深度分布近似指数衰减特征。

Ar^+入射Cu靶溅射产额的计算与分析

利用SRIM软件模拟Ar+以不同能量和角度溅射铜靶,根据计算结果得出溅射产额随入射离子能量和角度的变化规律:溅射产额在低能区(0.1-10 ke V)随入射离子能量的增加而增大,在高能区(10-100 ke V)随入射离子能量的增加变化不大且逐渐减小;溅射产额随着离子入射角的增加逐渐增大,且在60°-80°之间有一极大值,而当入射角再变大时溅射产额急剧下降;入射角在0°-60°范围内,相对溅射产额与入射角余弦值近似成反比。溅射产额的变化规律可利用级联碰撞理论做出合理解释。

离子入射Au靶材表面过程中电子能损的模拟研究

本文利用了SRIM软件计算了不同能量下的H+、Arq+和Xeq+离子入射Au靶表面过程中的电子能损和穿透深度。通过计算分别给出了这三种离子的电子能损与入射能量和单核子入射能量的关系,同时还发现当离子以相同的单核子能量入射时,原子序数越大的离子穿透深度越大。计算结果将为相关的实验研究提供参考数据。

α粒子能损法精确测量膜厚

利用α射线与材料的相互作用设计测量薄膜厚度的方法.用SRIM软件模拟计算了α粒子在Au膜和核乳胶中的运动,对Au膜厚度、α粒子在核乳胶中的射程实验数据结果分别用Mathematica数值求解和SRIM软件计算.可根据径迹的长短、粗细鉴定粒子的种类和能量.