Two-dimensional particle-in-cell plasma source ion implantation of a prolate spheroid target

A two-dimensional particle-in-cell simulation is used to study the time-dependent evolution of the sheath surrounding a prolate spheroid target during a high voltage pulse in plasma source ion implantation. Our study shows that the potential contour lines pack more closely in the plasma sheath near the vertex of the major axis, i.e. where a thinner sheath is formed, and a non-uniform total ion dose distribution is incident along the surface of the prolate spheroid target due to the focusing of ions by the potential structure. Ion focusing takes place not only at the vertex of the major axis, where dense potential contour lines exist, but also at the vertex of the minor axis, where sparse contour lines exist. This results in two peaks of the received ion dose, locating at the vertices of the major and minor axes of the prolate spheroid target, and an ion dose valley, staying always between the vertices, rather than at the vertex of the minor axis.     

将散斑照相技术用于物体通过漫射介质成象

物体通过大雾等漫射介质的成象问题一直吸收众多研究指出注意，光学全息技术，光栅干涉仪技术已经显示出在实验室条件下的有效性，但由于所使用的设备比较复杂，很容易受外界震动的干扰，使用其应用场所很大制约，本文提出了使用散斑照相技术使物体通过漫射介质成象，用这种技术得到的实验结果显示这项技术在象对比度方面比直接得到的象有很大提高，同时所使用的设备简单，受外界震动的影响小，因而具有很大的实用价值。     

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     

数字激光散斑照相技术测金属的热胀系数

利用数字激光散斑照相技术对金属热胀系数进行了测量。产生激光散斑的散射体(毛玻璃片)随被测金属棒受热膨胀而相应移动,数字照相机(CCD)将一系列随温度上升而平移的激光散斑场记录下来。通过计算机程序对采集到的图像进行频谱分析,获得两幅数字激光散斑场相对应的干涉条纹图像,计算条纹间距从而得到温度变化导致的金属棒伸长量,并计算出金属材料的膨胀系数。     

等离子体源离子注入半圆碗状球内壁离子能量和角度分布

在等离子体源离子注入（PSII）技术中,被加工材料表明形状的弯曲使附近鞘层中电场结构出现聚焦效应,从而引起离子束流和离子注入剂量在材料表明上分布非常不均匀．在半圆容器表面情况下,这种情况尤为明显．利用MonteCarlo方法,考察了有共心附加零电位电极时半圆容器内底中央部位Ar^＋注入能量和角度分布及真空室中气压参数的影响．通过在不同半径的鞘层边界上随机抽取与半径成正比的离子数量,计算了注入到内底表面的所有离子能量分布和角度分布．在模型中,通过考虑两种主要碰撞过程：电荷交换碰撞和弹性碰撞．对不同工作气压下的离子注入进行了考察．随着中性气体压力的增加,离子在穿越鞘层的过程中与中性粒子经历比较频繁的碰撞．这些碰撞一方面使离子失去能量,另一方面也使离子改变运动方向,导致注入的低能离子和不垂直于表面入射的离子增多．     

射频感应耦合等离子体调谐基片自偏压特性的进一步研究

在已有的调谐基片自偏压研究的基础上,进一步研究了基片台空间轴向位置对基片自偏压-调谐电容曲线的影响;研究了基片分支串联电阻对基片自偏压的影响,发现了在电阻值区自偏压自振荡现象;在不同的放电参数下,采用自制诊断工具测量了射频感应耦合等离子体电子温度、电子密度等参量的空间分布.并对基片自偏压相应的实验现象给出了物理模型解释.     

Non-Uniformity of Ion Implantation in Direct-Current Plasma Immersion Ion Implantation

A particle-in-cell simulation is developed to study dc plasma immersion ion implantation. Particular attention is paid to the influence of the voltage applied to the target on the ion path, and the ion flux distribution on the target surface. It is found that the potential near the aperture within the plasma region is not the plasma potential, and is impacted by the voltage applied to the implanted target. A curved equipotential contour expands into the plasma region through the aperture and the extent of the expansion depends on the voltage. Ions accelerated by the electric field in the sheath form a beam shape and a flux distribution on the target surface, which are strongly dependent on the applied voltage. The results of the simulations demonstrate the formation mechanism of the grid-shadow effect, which is in agreement with the result observed experimentally.     

一种制作两维彩色彩虹全息图的方法

提出了一种制作两维彩色彩虹全息图的方法，文章介绍了基本原理及实验过程。     

等离子体源离子注入过程中半圆形碗状样品的两维温度分布

等离子体源离子注入过程(PSII)中样品温度是一个非常重要的参量。由于注入到样品上的能量很大，导致样品温度很高，所以在实验中获知样品的温度分布有着很重要的意义。本文利用热传导方程建立了半圆形碗状样品内部温度升高模型，研究样品内温度演化过程。以注入离子束流作为能量输入项，热辐射为能量损失项，并考虑了热辐射过程中样品的形状因子的影响。考察了离子注入过程中样品上所施加负偏压的脉冲宽度和频率对样品温度分布的影响。研究结果显示，脉冲频率达到一定值后，样品温度不再随频率增加而升高。