离子刻蚀用的大面积射频离子束源

离子束技术已广泛应用于电子、材料、光学、医学和生物等多种领域，并取得了可观的技术效果与经济效益，尤其是在光学领域中采用此项技术可制造大刻划面积的全息离子刻蚀光栅，对提高高精度光谱分析仪器的性能具有十分重要的意义。随着技术的发展，对离子束源也提出了更高的要求，诸如：离子束流要求大，要有良好的均匀性，且要有好的离子束的光学品质等。本文介绍的离子束源是由电感耦合等离子体源及其引出系统构成。下面主要介绍电感耦合等离子体源及其引出系统，以及大面积均匀性离子束源的应用前景及其需要解决的关键问题。     

离子辅助沉积中离子束流密度的作用

测量了End-Hall离子源在不同条件下的离子束流密度，在不同离子束流密度下进行了Ar离子辅助沉积ZrO2薄膜的实验，研究了离子束流密度对薄膜折射率、晶相的影响.根据动量传递模型分析了离子束流密度对薄膜折射率的作用;根据热尖峰理论证明了一定条件下离子束流密度不会影响薄膜晶体结构.     

重离子注入生物和药物分子的质量沉积研究技术

介绍了我国在重离子束生物学这门新兴交叉学科领域已经取得的一系列领先成果 ,首次提出了重离子束生物效应系能量沉积、质量沉积、电荷交换和动量传递四者综合作用的结果 .过去的研究已初步证实了重离子注入生物和药物小分子所引起的质量沉积过程 ,并在此基础上开展了重离子注入生物和药物分子改性的研究 .将来可先应用稳定性和放射性重离子束注入生物和药物分子 ,然后用X射线衍射、电子显微镜放射自显影和图像处理等技术对重离子注入质量沉积开展进一步的研究. Heavy ion beam biology is a jumped up scientific subdivision. China acquired a series of prior achievements and for the first time brought forward the idea that heavy ion biological effects are the integrated results of the four effects, i. e. energy deposition, mass deposition, charge exchange and momentum transfer. Researchers have validated the mass deposition process in small biomolecules and pharmic molecules induced by heavy ion implantation, and researches on modification of...     

离子束注入胸腺嘧啶的紫外、红外效应研究

本文中我们利用紫外、红外光谱等分析手段获取低能离子束生物诱变的信息。发现用30 ke V低能氮离子和氩离子在 0 - 2× 1 0 16 ions/cm2注入剂量范围内注入胸腺嘧啶 ,其残存率随剂量的变化趋势均出现了不同于γ射线等辐照时的线性或肩型曲线 ,而呈现一种新的变化趋势——“马鞍型”曲线 ,表明参与结构的质量沉积不足以解释“马鞍型”曲线。红外光谱的分析结果表明在离子束注入过程中胸腺嘧啶分子确实存在结构上的修复。研究结果表明紫外、红外光谱可以给出离子束注入前后生物分子结构突变或重组、分子结构突变与注入剂量的关系以及分子的修复等信息。     

强脉冲离子束与新材料工艺

近几年强脉冲离子束胜材料表面改性和薄摹研究表明，强脉冲能量效应赋予离子束新的物理性质，非常有希望形成高效率、低成本的离子束工艺，为此对脉中功率密度为１０＾－６－－１０＾９Ｖ／ｃｍ＾２、脉冲宽度〉１μｓ的强脉冲子束辐照效应强脉冲离子源及其在材料研究中的应用前景进行了评述。     

真空中聚乙烯膜在纳秒脉冲电压下的沿面闪络特性

 在高功率离子束二极管中，当利用阳极膜沿面闪络产生的等离子体作为离子束引出源时，其特性对产生离子束的大小和品质有着很大的影响，因此要深入研究阳极膜的沿面闪络特性。主要介绍了所研制的一套适用于沿面闪络特性研究的实验装置和测量诊断系统。对离子束二极管中使用的三种厚度聚乙烯薄膜在脉冲电压下的沿面闪络特性进行了实验研究，并对沿面闪络过程中薄膜表面的发光现象作了初步的诊断。     

低能离子束处理前后氨基酸和碱基的拉曼光谱研究

本文报导我们利用激光拉曼光谱获取低能离子束生物诱变信息的初步探索。初步的研究结果表明拉曼光谱可以给出离子注入前后生物分子结构突变或重组,分子结构突变与注入剂量的关系,分子的光催化修复、自然修复以及离子注入改变的光敏性等信息。     

强流离子束离子径向密度分布的模拟研究

对初始分布为K-V分布的离子束进行模拟研究.除观察到存在束晕现象外，还发现离子束在通 道内运行过程中，离子沿径向密度分布发生了变化. 通过延迟反馈控制，不仅可以消除束晕 ，而且只要控制参数适当，也可以使束中心部分呈均匀分布状态. 关键词： 强流离子束 束晕 填充因子 离子密度分布     

第四讲 超强激光脉冲与等离子体相互作用中高能离子的产生

近几年来，由于高功率激光技术的不断发展，利用超强激光脉冲与等离子体相互作用产生高能离子束的研究得到了极大推动．实验和理论模拟均发现，在超强激光脉冲与等离子体相互作用过程中，可以产生高亮度、小尺寸、方向性好的高能质子束和高能重离子束．这种基于超强激光的高能离子源在先进离子束成像技术、惯性约束聚变混合“快点火”、新型台面离子加速器以及医疗等方面都有很诱人的应用前景．文章主要介绍了超强激光与固体靶相互作用中高能离子束（尤其是质子束）的加速机制、高能离子束特性、常用测量方法及其潜在应用，并对最新的研究进展进行了简单介绍．     

碳离子束射程快速验证方法的蒙特卡罗模拟研究

可通过楔形装置把离子束(质子和重离子)纵向上的的深度剂量分布转换成横向上的剂量分布，进行离子束射程的快速测量及验证。本工作通过基于GEANT4内核的GATE蒙特卡罗模拟平台，模拟计算了不同能量碳离子束在用于制作楔形装置的铜、铝、铁和有机玻璃等材料中的深度剂量分布，得到不同能量碳离子束在不同材料中Bragg峰位所处深度与能量之间的关系；模拟计算了不同能量碳离子束穿越单楔板、双楔板和大小组合楔板等楔形装置后横向上的剂量分布，得到了横向剂量峰值出现位置与碳离子束射程之间的关系。本文蒙特卡罗模拟研究为进一步开发重离子治疗当中的射程快速验证方法与设备奠定了坚实的基础。     

一个高密度连续射流团簇离子束源

根据在喷嘴出口附近电子枪来电离产生离子种子，在射流中形成连续，高密度的团簇离子束的设计思想，建造了连续的团簇离子束源，探索并优化了影响团簇离子束质量的因素，如电子枪的位置，滤束器的结构，滤束器与喷嘴间的距离等，初步研究了进气配对比氮氩团簇离子形成的影响，以氩气作为载体，适量的氮气，有助于Ａｒ－Ｎ＾＋２的形成。     

“闪光二号”加速器HPIB的产生及应用初步结果

主要给出了“闪光二号”加速器高功率离子束(HPIB)产生及应用研究的初步结果.介绍了强箍缩反射离子束二极管的结构及工作原理，给出了考虑阴阳极产生的等离子体运动对二极管间隙影响的饱和顺位流修正公式.实验得到的离子束峰值能量约500keV，峰值电流约160kA.介绍了利用高功率离子束(质子束)轰击¹⁹F靶产生6—7MeV准单能脉冲γ射线的初步实验结果，给出了利用高功率脉冲离子束模拟1keV黑体辐射x射线对材料的热-力学效应初步研究结果. 关键词： 高功率离子束 箍缩二极管 准单能脉冲γ射线 热-力学效应     

单离子束技术概述

 对单离子束的发展和应用作了介绍。结合我国首台单离子束装置CAS-LIBB，综合讨论了准直器限流型和静电透镜聚焦型两种典型单离子束的技术结构。限流型结构简单但定位精度有限，聚焦型条件苛刻但可获得亚微米束，是单离子束发展的趋势。评估了前探测、全前置探测和后探测3种单离子束探测方式及其特点，研究了这3种探测方式对辐照离子的计数精度和单离子束品质产生的影响。对CAS-LIBB装置研制了光导型全前置探测器以提高计数精度和束流品质。最后设计了快速荧光在线检测技术方案。     

呼吸缺陷型酵母菌株的离子束辐射敏感性研究

选取一株由离子束辐照诱变获得的呼吸缺陷型酵母菌株，研究其在不同离子辐照剂量范围的辐射敏感性。结果发现，呼吸缺陷型酵母菌株因其线粒体及线粒体DNA发生突变，在离子束辐照时，在低剂量区域表现出较高辐射敏感性，在高剂量区则表现出对于辐射的抗性。     

阴阳极等离子体运动对强箍缩离子束二极管束流特性的影响

 主要研究了阴阳极等离子体运动对“闪光二号”加速器强箍缩离子束二极管束流特性的影响。给出了考虑阴阳极产生的等离子体运动对二极管间隙影响的Child-langmuir流、弱聚焦流、强聚焦流和饱和顺位流4个阶段的离子流和二极管总束流修正公式，利用这些修正公式计算的二极管总束流和离子束流强度与实测结果符合很好，在此基础上分析了提高离子束流强度和效率的方法，通过调整加速器参数，实验得到了峰值能量约500 keV，峰值电流约160 kA的高功率离子束。     

强流脉冲离子束与靶作用域值的研究

结合Monte Carlo 方法和热力学方法，建立了脉冲离子束能量模型以及靶材相变温度模型. 利用该模型可以确定产生喷发等离子体的域值，得到强流脉冲离子束与靶材作用过程中靶材 温度的变化规律以及形成喷发等离子体的初始温度. 关键词： 强流脉冲离子束 靶 域值 数值研究     

固体薄膜中的分形生长

简要报道了作者近年来用离子束方法研究固体薄膜中分形生长现象的部分结果。例如，首次用离子束辐照使非晶态向晶态转变，在临界点观察到析出的Ｎｉ－Ｍｏ晶体的多核心凝素；离子束界面混合形成的类似于晶格动物的不连续分叉树形结构；磁相互作用对分形凝聚过程及其分形维数的影响；离子注入下与化合物形成相关的类ＤＬＡ结构等。     

重离子束治癌

本文回顾了辐射治癌的历史发展和国内外动态，讨论了重离子束与常规辐射相比在肿瘤治疗上的优势，提出了为治疗应用的重离子束的主要参数以及兰州重离子研究装置（HIRFL）拟建的冷却储存环（CSR）上建立治疗实验室的初步考虑。     

离子束在《人类前沿科学计划》中的作用

重离子束在生物医学中有很多应用,离子束解剖刀是其中之一。具有大量电荷的离子能被聚成很细很密的离子束,横截面积为1—10平方微米的离子束可用来在单个活细胞内进行手术,故称作离子束解剖刀,它为研究细胞的超微结构提供了有利条件。这个问题在《人类前沿科学计划》中摆在相当重要的地位。为了说明这个问题的重要性,有必要先扼要地介绍一下《人类前沿科学计划》,然后再介绍在此计划中有关离子束的内容。     

兰州重离子加速器冷却储存环中电子冷却性能

为了在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)上开展一维离子束序化的研究,在CSR主环上,对6.39 MeV/u的58Ni19+离子束进行了冷却累积实验。测量了离子束与电子束之间不同的水平、垂直夹角以及不同电子束剖面的情况下,束流累积及束流寿命变化情况;重点研究了离子束衰减过程中动量分散随离子数的变化规律,拟合计算得到了动量分散随离子数按照幂函数衰减的指数;在给定离子数的情况下,动量分散随夹角、电子束剖面的依赖关系,为下一步在CSR上获得纵向一维有序化离子束的研究做准备。在实验中观测到在较大的夹角情况下,离子束出现纵向振荡和中心频率移动。