MEVVA离子束技术的发展及应用

金属蒸汽真空弧放电能够产生高密度的金属等离子体.通过二或三电极引出系统,可以把金属等离子体中的金属离子引出,并加速成为载能的金属离子束,这是MEVVA离子源技术.将载能离子束用于离子注入,可以实现材料表面改性.经过MEVVA源离子注入处理的工具和零部件,改性效果显著,因此MEVVA离子源在离子注入材料表面改性技术中得到很好的应用.另一方面,利用弯曲磁场把等离子体导向到视线外的真空靶室中的同时,过滤掉真空弧产生的液滴(大颗粒),当工件加上适当的负偏压时,等离子体中的离子在工件表面沉积,可以得到高质量的、平整致密的薄膜,称为磁过滤等离子体沉积.是一种先进的薄膜制备的新技术.此外,将MEVVA离子注入与磁过滤等离子体沉积相结合的复合技术,可以首先用离子注入的方法改变基材表面的性能,再用磁过滤等离子体沉积的方法制备薄膜,可以极大的增强薄膜与基材的结合强度,得到性能极佳的薄膜.适用于基材与薄膜性能差别大,结合不易的情况(例如陶瓷、玻璃表面制备金属膜).本文简要介绍了MEVVA离子注入技术、磁过滤等离子体沉积技术和MEVVA复合技术的发展和应用状况.

X射线吸收剂量的蒙特卡洛计算

采用蒙特卡洛程序MCNP计算了介质水对于不同能量X射线的能量吸收系数,并给出了相应的光子通量-剂量转换因子,可用于辐照事例中对于薄膜剂量片测试结果的模拟计算,从而实现对实际照射环境的蒙特卡洛模型优化,以获得照射对象较为准确的吸收剂量计算结果.

利用MATLAB研究多螺线管磁场分布

利用Matlab软件对多螺线管磁场分布趋势及强度进行了研究,计算结果表明当各个螺线管通以同向电流时,各个螺线管相对几何中心处磁感线相互排斥,且磁场强度变小,当在4个螺线管几何对称中心轴正上方再放置一个螺线管时,各个螺线管产生的部分磁感线会沿着正上方放置的螺线管磁感线方向行走且当计算选取微元和步长越小结果越准确.

MEEVA源生成Ti金属等离子体粒子密度和电离度的原子发射光谱诊断

利用原子发射光谱对等离子体粒子密度进行诊断的Saha-Boltzmann方程法,并对其进行了改进.并结合多谱线斜率法,针对用英国avantes公司生产的AvaSpec-2048FT-8-RM型光栅光谱仪采集到的金属蒸汽真空弧(MEVVA)源生成的金属钛等离子体的发射光谱,对其电子、离子温度,电子、原子、一价离子和二价离子密度,原子和一价离子电离度进行诊断;对MEVVA Ti等离子体的热力学状态进行了判断;从而实现MEVVA Ti等离子体的发射光谱诊断.此外,还对MEVVA Ti等离子体参数随离子源工作弧压的变化情况进行了讨论.

非绝热电子-离子耦合动力学进展

虽然Born-Oppenheimer近似的运用取得了巨大的成功,但是在非绝热跃迁过程中Born-Oppenheimer近似不再成立,所以需要重点描述电子与核之间的耦合运动。在光物理、光化学、强场物理以及离子碰撞中,非绝热过程极为常见。电子激发是非绝热过程的核心,这些过程与基态和激发态均有密切关系。原则上全量子力学方法可以准确处理非绝热电子–离子耦合,但是目前只局限于两三个原子构成的小体系。严格求解量子力学所需的计算量随着体系的增大而呈指数级增加,因此精确的量子力学处理多原子体系的非绝热过程是非常困难的。近几十年来,国内外多个小组发展了许多不同的方法来研究非绝热过程。本文重点介绍了非绝热混合量子–经典方法,即只对原子核部分的量子力学作经典极限,保留电子的量子效应。常用的混合量子–经典方法包括了Ehrenfest方法、面跳跃方法、杂化方法(即结合了Ehrenfest和面跳跃优点的方法)、基于Wigner转换的刘维尔方法。但是当原子核的量子效应显著时,非绝热动力学必须通过其它更严格的方法处理,比如从头计算多次产生方法。本文希望向刚接触非绝热动力学的同行简洁明了地阐述以上各种方法的基本思想、数值实现过程、优缺点和最新研究进展。