强流脉冲离子束辐照混合双层靶的Monte Carlo模拟

计算物理 ›› 2010, Vol. 27 ›› Issue (3): 423-427.

强流脉冲离子束辐照混合双层靶的Monte Carlo模拟

吴迪¹, 王静¹, 张建红², 宫野²

1. 大连大学物理科学与技术学院, 辽宁大连 116622;
2. 大连理工大学三束实验室, 辽宁大连 116024

收稿日期:2008-12-12 修回日期:2009-06-21 出版日期:2010-05-25 发布日期:2010-05-25
作者简介:吴迪(1964-),男,辽宁盖州,博士,主要从事计算物理工作.
基金资助:
中国博士后科学基金(20060400967);大连大学博士启动基金(SBQ200810)资助项目

Monte Carlo Study of Ti Film on Al Substrate Under High-intensity Pulsed Ion Beam Irradiation

WU Di¹, WANG Jing¹, ZHANG Jianhong², GONG Ye²

1. College of Physical Science and Technology, Dalian University, Dalian 116622, China;
2. Laboratory of Materials Modification by Laser, Ion and Electron Beams, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China

Received:2008-12-12 Revised:2009-06-21 Online:2010-05-25 Published:2010-05-25

摘要/Abstract

摘要： 采用Monte Carlo方法模拟强流脉冲离子束与铝基钛膜双层靶的相互作用.强流脉冲离子束与双层靶材相互作用过程中,随着离子的注入,高能离子束引起涂层原子与基体材料原子之间相互渗透和混合,同时离子能量沉积到靶材内一定深度,并呈规律性的空间分布.这种能量分布影响靶内两种材料的熔化或气化过程,并导致界面物质结合强度发生变化.利用建立的束流模型,计算束流在靶材内的能量沉积和分布状况及界面处级联碰撞对双层靶界面混合区的影响,得出强流脉冲离子束混合双层靶时级联碰撞不起主要作用的结论,离子流密度在100A·cm^-2~150A·cm^-2时对离子束混合最为有利.

关键词: 强流脉冲离子束, 双层靶, 辐照混合, Monte Carlo

Abstract: Monte Carlo method is used to simulate ions in a double-layer target of Ti film on Al substrate.As high-intensity pulsed ion beam (HIPIB) irradiates on target,deposited energy results in rapid increase of surface temperature.Meanwhile high energy ions make cross mixing among atoms at film and substrate interface.Shooting ions and energy deposition influence melting or vaporization of target materials.It changes adhesion between film and substrate.It shows that cascade collision mixing is not a main process in mixing of a double-layer target by HIPIB irradiation.The most preferable ion current densities lie in a range of 100 A·cm^-2~150A·cm^-2.

Key words: high-intensity pulsed ion beam, double-layer target, mixing, Monte Carlo

中图分类号:

O532+.26

吴迪, 王静, 张建红, 宫野. 强流脉冲离子束辐照混合双层靶的Monte Carlo模拟[J]. 计算物理, 2010, 27(3): 423-427.

WU Di, WANG Jing, ZHANG Jianhong, GONG Ye. Monte Carlo Study of Ti Film on Al Substrate Under High-intensity Pulsed Ion Beam Irradiation[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2010, 27(3): 423-427.

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