高剂量与高能量离了注入研究进展

综述了离子束材料实验室在高剂量与高能量离子注入研究方面的新进展,包括高剂量离子注入动态靶的模拟计算ＭＡＣＡ程序、多能离子注入深度分布计算、ＭｅＶ离子引起的ＨＯＰＧ表面操作、ＭｅＶ离子诱变右旋糖酐生产菌种、高剂量离子注入在４５号钢表面形成耐腐蚀的保护层以及在高速工具钢上形成含有大量超细碳化物的耐磨层. The development of high dose ion implantation and high energy ion implantation at the Ion Beam Application Group of IHIP in recent years is reviewed.     

硫系玻璃的N^＋离子注入及表面改性研究

首次对Ａｓ－Ｇｅ－Ｓｅ三元系统和Ａｓ－Ｇｅ－Ｓｅ－Ｔｅ四元系统的硫系玻璃试样进行了Ｎ＋离子注入试验。结果表明，玻璃试样的显微硬度随Ｎ＋离子注入剂量的增加而提高，并且在注入剂量达到２．５×１０１６附近的数值时为最大。ＸＰＳ谱结果显示，在Ａｒ＋离子轰击６分钟后的试样表面出现Ｎ１ｓ的结合能峰，此外各元素的结合能峰也在Ｎ＋离子注入后发生了位移，并随Ａｒ＋离子轰击时间向高能方向移动。     

MEVVA放电在材料表面改性上的应用

本文描述了金属蒸发真空弧放电的特点，阴极弧等离子体的形成过程，以及在加热蒸发电离方式相比ＭＥＶＶＡ放电的优越性。文章还叙述了建筑的ＭＥＶＶＡ离子源的实用参数，工作过程及ＭＥＶＶＡ等离子体源在全方位离子注入装置中的应用。     

离子注入法形成的LiTaO3平板光波导的特性分析

用能量为２．８ＭｅＶ、剂量为１．４×１０１６ｉｏｎ／ｃｍ２的Ｈｅ＋在室温（３００Ｋ）下注入到晶体材料ＬｉＴａＯ３中，形成了离子注入平板光波导。用棱镜耦合法观察和测量了ＬｉＴａＯ３波导导模的分布，并对退火前后的ＬｉＴａＯ３波导的折射率分布进行了计算和比较。利用背散射／沟道技术分析了由于Ｈｅ＋的注入而引起的波导表面的损伤。     

46．7MeV／A~（12）C轰击~（159）Tb、~（197）Au和~（209

用４６．７ＭｅＶ／Ａ１２Ｃ轰击１５９Ｔｂ、１９７Ａｕ和２０９Ｂｉ，测量关联裂片的速度和角度．研究了线动量转移、质量和出平面角分布，提取了核温度．应用级联两体统计衰变理论进行了拟合与解释，结果表明：在入射能约为５０ＭｅＶ／Ａ的中能重离子碰撞中，以非完全熔合方式形成了核温度高达４－５ＭｅＶ的类复合核，其后通过裂变、蒸发级联统计两体衰变而退激．     

25MeV/u~(40)Ar ~(93)Nb反应中热核的激发能和核温度

利用半导体望远镜探测器和ＰＰＡＣ对２５ＭｅＶ／ｕ４０Ａｒ＋９３Ｎｂ反应中的带电粒子和余核进行了关联测量，对所得α粒子能谱用三源模型进行了拟合，并由余核飞行时间和粒子多重性得到热核激发能．通过对温度的修正，发现在本实验中有激发能Ｅ＊／Ａ为４．３ＭｅＶ，温度Ｔｉｎｉｔ为６．９ＭｅＶ的热核形成。通过与其它实验结果的对比可以看出核物质在轻系统和重系统中行为的差异。     

喷气式Z箍缩等离子体装置中离子束能谱的测量

利用新研制的紧凑型汤姆生离子能谱仪（ＴｈｏｍｓｏｎＩｏｎＥｎｅｒｇｙＡｎａｌｙｚｅｒ），对喷气式Ｚ－箍缩等离子体装置中离子能谱进行了测量，在ＣＲ－３９上得到了清晰的Ａｒ＋，Ａｒ２＋，Ａｒ３＋离子抛物线轨迹，通过分析计算结果表明：离子的最大能量在１ＭｅＶ左右，离子能谱分布曲线都随其能量增加而单调下降。     

MEVVA源离子注入金属表面优化应用

针对几种钢部件的磨损、耗能问题，本课题组应用ＭＥＶＶＡ源离子注入技术，对Ｈ１３、Ｔ１０Ａ、ＨＳＳ、Ｃｒ１７等钢材料进行了离子注入表面改性研究，得出了提高钢耐磨性和改善其固体自润滑的一套有用的离子注入工艺． Ion implantation with MEVVA source has been investigated on several types of steel such as H12,T10,HSS,Cr17 and so on,and the real industrial parts have been tested too...     

在HL－1M装置上用弯晶谱仪测量离子温度

本文叙述在ＨＬ－１Ｍ装置上用弯晶谱仪获取Ｆｅ的类Ｈｅ离子谱，用谱线的多谱勒加宽测量等离子体的离子温度，得到的等离子体ＨＬ－１Ｍ装置离子温度为５００—８００ｅＶ。     

聚合物物理属性对离子注入效应的影响

聚合物导电性能差, 表面电荷积聚所产生的电容效应致使其表面电位衰减, 采用等离子体浸没离子注入对其表面改性是非常困难的. 建立了绝缘材料等离子体浸没离子注入过程的粒子模拟(PIC)模型, 实时跟踪离子在等离子体鞘层中的运动形态及特性并进行统计分析. 并基于PIC模型, 将聚合物表面的二次电子发射系数直接与离子注入即时能量建立关联, 研究了聚合物厚度、介电常数和二次电子发射系数等物理量对鞘层演化、离子注入能量和剂量的影响规律. 研究结果表明: 当聚合物厚度小于200 μ m, 相对介电常数大于7, 二次电子发射系数小于0.5时, 离子注入剂量和高能离子所占的份额与导体离子注入情况相当. 通过对聚合物表面离子注入剂量和高能离子所占份额的研究, 为绝缘材料和半导体材料表面等离子体浸没离子注入的实现提供了理论和实验依据.     

等离子体浸没离子注入过程中离子质谱测量

用一个取样离子源－Ｅ×Ｂ质谱系统测定了等离子体浸没离子注入中氮等离子体的质谱，测量出的氮等离子体的离子比率作为计算机模拟ＴＡＭＩＸ程序的输入参数，以预测原子的浓度－深度分布曲线，氮注入的Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ样品用扫描俄歇微探针（ＳＡＭ）分析，获得了原子浓度－深度分布的试验数据，理论预测和用俄歇分析的结果比较，显示出很好的一致性．     

ICP—AES法测定人体血清中的Al,Be,Cu,Mn,Mo,V

建立了用ＩＣＰ－ＡＥＳ同时测定人体血清中的Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｖ等六种元素的方法。在我们的设备上，检出限对Ａｌ，Ｃｕ，Ｍｏ为１－３μｍｏｌ／Ｌ，而对Ｂｅ，Ｍｎ，Ｖ为０．１－０．３μｍｏｌ／Ｌ。这六种元素的回收率在１００±２０％之间。     

硬脂酸与Mo(W)-S-Fe簇合物复合膜的XPS和AES研究

在钢铁表面获得了具有金属光泽和良好装饰效果的不溶性彩色Ｍｏ（Ｗ）－Ｓ－Ｆｅ族合物膜，采用加速化学腐蚀试验，ＬＳＶ，ＸＰＳ和ＡＥＳ研究了多种钝化剂处理簇合物膜前后的耐蚀性能，结果表明，硬脂酸钝化处理后，不仅保护和稳定了膜层的颜色，而且提高了钢铁的抗腐蚀能力，硬脂酸与彩色膜表面的Ｆｅ＾２＋反应形成了一层致密的不溶性配合物膜。     

钆在MgO（110）薄膜上的吸附

为研究钆在ＭｇＯ薄膜表面吸附的特性，首先在经硫代乙酰胺（ＣＨ３ＣＳＮＨ２）处理的ＧａＡｓ（１００）表面外延生长Ｐ型半导体ＭｇＯ（１１０）薄膜，然后利用同步辐射光电子能谱研究钆在此表面的吸附，结果发现由于Ｇｄ／ＭｇＯ界面的能够弯曲使Ｍｇ２ｐ向高结合能端位移０．４ｅＶ，而且从实验结果推断，钆与衬底反应很弱，并且主要以团簇的形式吸附。     

态布居测热核的核温度及其与碰撞参数的关系

测量了２５ＭｅＶ／ｕ^４０Ａｒ＋¹⁹⁷Ａｕ反应中两裂片符合下的小角α-α关联．由α-α关联函数提取了⁸Ｂｅ核的相对态布居和热核的核温度．实验测得发射温度随碰撞参数而稍有变化，从中心碰撞的４ＭｅＶ变化至周边碰撞的３.８ＭｅＶ．在周边碰撞中，观察到发射温度随着粒子能量的增加而升高     

改进型Andersson-Braun中子雷姆仪对0.025eV-45.4MeV中子的能量响应

描述了一种适用于高能粒子加速器周围杂散辐射场测量的改进型Ａｎｄｅｒｓｓｏｎ－Ｂｒａｕｎ中子雷姆仪的原理与结构。利用国内外多种类型的中子源装置，进行了中子能量从０．０２５ｅＶ－４５．４ＭｅＶ的注量率能量响应实验，实验表明，这种改进型Ａｎｄｅｒｓｓｏｎ－Ｂｒａｕｎ中子雷姆仪，对能量大于２０ＭｅＶ中子的响应，比普通Ａｎｄｅｒｓｓｏｎ－Ｂｒａｕｎ中子雷姆仪有明显的改善。     

用分子动力学方法研究Ag(001)表面吸附原子的自扩散现象

用分子动力学方法研究了单个吸附原子在Ａｇ（００１）表面的自扩散现象，其中相互作用势采用了更适合于表面特性的表面嵌入势（ＳＥＡＭ势）．观察到了丰富的扩散机制，包括简单交换机制、复杂交换机制、跳跃机制及一种新的渡越机制．提出了复杂交换机制的另一种竞争交换模型．对所有扩散机制的统计结果表明，吸附原子与表面原子间的交换扩散占主导．另外，由吸附原子扩散的Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ行为及能量弛豫方法计算得到了简单交换机制的激活能为０.３９ｅＶ，它小于跳跃机制的激活能０.４７ｅＶ． 关键词：     

Ge：SiO2的光敏缺陷的研究

研究了Ｇｅ；ＳｉＯ２光敏缺陷的特性，分别在４８８ｎｍＡｒ离子激光与１９３ｎｍＡｒ准分子激光作用下，由紫外吸收带，激光荧光的测量实验及电子自旋共振实验，发现光纤中５．１ｅＶ锗缺陷吸收带实验上是由５．０６ｅＶ可光致漂白带与５．１７ｅＶ不可漂白带组成；２９５ｎｍ的激发荧光与５．０６ｅＶ的缺氧锗缺陷对应，随５．０６ｅＶ缺陷吸收带的漂白而衰减；     

ICP－AES法测定人体血清中的Al、Be、Cu、Mn、Mo、V

建立了用ＩＣＰ－ＡＥＳ同时测定人体血清中的Ａｌ、Ｂｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｖ等六种元素的方法。在我们的设备上，检出限对Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ为１～３μｍｏｌ／Ｌ，而对Ｂｅ、Ｍｎ、Ｖ为０．１～０．３μｍｏｌ／Ｌ。这六种元素的回收率在１００±２０％之间。     

半圆形容器等离子体源离子注入过程中离子动力学的两维PIC计算机模拟

利用两维particle-in-cell方法研究了半圆形容器表面等离子体源离子注入过程中鞘层的时空演化规律. 详尽考察了鞘层内随时间变化的电势分布和离子密度分布规律,离子在鞘层中的运动轨迹和运动状态,得到了半圆容器内、外表面和边缘平面上各点离子注入剂量分布规律,获得了工件表面各点注入离子的入射角分布规律. 研究结果揭示了半圆容器边缘附近鞘层中离子聚焦现象,以及离子聚焦现象导致工件表面注入剂量分布和注入角度分布存在很大不均匀的基本物理规律. 关键词： 等离子体源离子注入 鞘层 两维particle-in-cell方法 离子运动轨迹