团簇束流源离子光学的有限元模拟及参数和结构的优化研究
发布时间：2020-06-06 00:29
【摘要】：团簇束流系统是一套由磁控溅射、离子光学、质量选择器等组成的团簇制备系统,可以生产无配体、杂质少、尺寸可控的高质量团簇。但该系统的产量是其主要局限,而离子光学作为产量损失的重要一环,亟待优化。本文使用有限元方法对离子光学的电场分布和粒子轨迹进行了模拟,通过遗传算法优化了离子光学的参数,并与实验情况进行了对比分析。模拟结果能较好反映离子光学的物理机制、缩小调参范围,对实验起到有效的辅助作用。本文使用有限元模拟的方法,讨论了加宽离子光学和扩大静电透镜出口孔径两种方式的粒子通过率情况。首先,我们计算了通过率随离子光学加宽宽度的关系,并通过计算静电透镜出口和质量选择出口的粒子分布讨论其机制。另外,我们也计算了通过率随静电透镜出口孔径变化的关系,并讨论了改变孔径对离子光学系统其它部分的影响。这一工作为提高离子光学的效率提供了理论参考和数据支持。
【图文】：
卜１邋一个焦耳热源团簇束流源。其中ＯＮ为蒸发炉；ＴＨ为热电偶；气体入口；邋Ｃ为冷凝室；ｐｕｍｐ为用于抽真空的分子泵；０１、０２为Ｖ为真空阀闷。逡逑燕发法（Ｌａｓｅｒ邋ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ）逡逑发源使用高能脉冲激光照射靶材，融化目标，产生等离子体，的快速退火实现团簇凝聚。这项技术最先由Ｓｍａｌｌｅｙ组用于后便逐渐发展成生产团簇束流，尤其是耐火材料团簇束流的蒸发源中，一束高强度脉冲激光（一般宽度为几十纳秒）被量材料蒸发，进入惰性气体的缓冲气中。缓冲气将等离子体成团簇。再通过压强差将该混合物扩散出来，，从而形成团簇发源中，激光所产生的等离子体的动能、团聚凝聚的特性（构等），以及激光团簇源的强度和稳定性，受到材料类型和
并与气体中中性的粒子碰撞获得更高的活性。活性的粒子碰撞靶材的表面将材料逡逑轰出，再经过冷凝形成团簇束流。此时靶材同时充当了电极和耗材的作用［３６］。逡逑尚子n派湓谑迪滞揪渡戏治招囊跫缮浜痛趴嘏缮淞街帧６菟悠瑰义喜煌挚梢苑治绷麾成浜徒涣髋缮洹Ｍ糯氐拇笮】梢酝ü骺嘏缮淝⑶荒阱义辖ι淦突撼迤钠挂约袄淠奶寤迪帧Ｅ缮淝坏钠苟苑诺缰凉刂匾义锨移宓慕隹谏杓埔不嵊跋斐珊四鄣墓獭Ｎ丝刂仆糯刂柿糠植迹ㄉ枨义虾统隹谛】祝ǎ睿铮欤澹┑木嗬刖傻鳎硗饫淠换箍赏ü旱淙蠢窗镏佩义洗啬郏还旱淙垂δ芤不嵯拗评淠磺惶宓某叽绾托翁ｅ义侠胱愉跎涞囊恢种匾问绞谴趴亟ι洹Ｍ迹保保彩谴趴豲浒型返脑硗己湾义辖峁故疽馔肌Ｍü诎胁纳鲜┘悠故沟枚栊云謇牖纬傻壤胱犹澹盘鸬藉义显际缱雍屠胱拥淖饔茫ǔＳ秒财魑跎淦濉Ｎ朔乐拱胁谋黄捣迸鲎捕义细呶氯诨任侍猓趴嘏缮浒型沸枰洹ｅ义县铀义希㈠蔚缛莸绺绣尉堤邋逖艏纹帘握皱义希
本文编号：2698846
【图文】：
卜１邋一个焦耳热源团簇束流源。其中ＯＮ为蒸发炉；ＴＨ为热电偶；气体入口；邋Ｃ为冷凝室；ｐｕｍｐ为用于抽真空的分子泵；０１、０２为Ｖ为真空阀闷。逡逑燕发法（Ｌａｓｅｒ邋ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ）逡逑发源使用高能脉冲激光照射靶材，融化目标，产生等离子体，的快速退火实现团簇凝聚。这项技术最先由Ｓｍａｌｌｅｙ组用于后便逐渐发展成生产团簇束流，尤其是耐火材料团簇束流的蒸发源中，一束高强度脉冲激光（一般宽度为几十纳秒）被量材料蒸发，进入惰性气体的缓冲气中。缓冲气将等离子体成团簇。再通过压强差将该混合物扩散出来，，从而形成团簇发源中，激光所产生的等离子体的动能、团聚凝聚的特性（构等），以及激光团簇源的强度和稳定性，受到材料类型和
并与气体中中性的粒子碰撞获得更高的活性。活性的粒子碰撞靶材的表面将材料逡逑轰出，再经过冷凝形成团簇束流。此时靶材同时充当了电极和耗材的作用［３６］。逡逑尚子n派湓谑迪滞揪渡戏治招囊跫缮浜痛趴嘏缮淞街帧６菟悠瑰义喜煌挚梢苑治绷麾成浜徒涣髋缮洹Ｍ糯氐拇笮】梢酝ü骺嘏缮淝⑶荒阱义辖ι淦突撼迤钠挂约袄淠奶寤迪帧Ｅ缮淝坏钠苟苑诺缰凉刂匾义锨移宓慕隹谏杓埔不嵊跋斐珊四鄣墓獭Ｎ丝刂仆糯刂柿糠植迹ㄉ枨义虾统隹谛】祝ǎ睿铮欤澹┑木嗬刖傻鳎硗饫淠换箍赏ü旱淙蠢窗镏佩义洗啬郏还旱淙垂δ芤不嵯拗评淠磺惶宓某叽绾托翁ｅ义侠胱愉跎涞囊恢种匾问绞谴趴亟ι洹Ｍ迹保保彩谴趴豲浒型返脑硗己湾义辖峁故疽馔肌Ｍü诎胁纳鲜┘悠故沟枚栊云謇牖纬傻壤胱犹澹盘鸬藉义显际缱雍屠胱拥淖饔茫ǔＳ秒财魑跎淦濉Ｎ朔乐拱胁谋黄捣迸鲎捕义细呶氯诨任侍猓趴嘏缮浒型沸枰洹ｅ义县铀义希㈠蔚缛莸绺绣尉堤邋逖艏纹帘握皱义希
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