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有限尺寸方靶等离子体离子注入动力学的三维粒子模拟研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O322[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室,哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:50773015 10775036)资助的课题
中文摘要:

采用三维粒子模拟模型研究了有限尺寸方靶等离子体浸没离子注入过程中的鞘层动力学行为,得到了鞘层尺寸和方靶表面的注入剂量、注入能量以及注入角度等信息,并与二维无限长方靶注入结果进行了对比.模拟结果表明,与无限长方靶不同,有限尺寸方靶周围鞘层很快扩展为球形,但鞘层厚度明显减小.在模拟的50ω-1pi时间尺度内靶表面注入剂量很不均匀,中心区域注入剂量最小,四个边角附近位置注入剂量最大.这种剂量不均匀性是由于鞘层扩展为球形,使得鞘层内离子被聚焦并注入到边角附近所致.方靶中心区域离子接近垂直注入,并且注入能量超过最大注入能量的90%;而在边角位置离子以45°左右的入射角度注入到靶表面,注入能量仅仅约为最大注入能量的50%.

英文摘要:

Plasma immersion ion implantation (PIII) of the square target with finite length is simulated using a three-dimensional particle-in-cell (PIC) plasma simulation in this paper.The incident dose,the impact angle and the implanted energy on the target surface are investigated.The results show that the sheath around the square target with finite length becomes spherical rapidly during PIII.And the three-dimensional sheath width is small apparently compared with the one simulated by two-dimensional PIC.And it is found that the three-dimensional ion dose is not evenly distributed on the target surface during simulation time (50ω-1pi) in this work.The dose is smallest in the center of the target,and it is largest near the corner.This is due to spherical sheath where ions are focused and accelerated into near the corner.In the central zone,the ion incidence is nearly normal to the surface,and the impact average energy exceeds 90% of the maximum.But the impact angle near the corner is always nearly 45°,and the implanted energy is only about 50% of the maximum.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876