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Pb~(q+)、Ar~(q+)在Ag、Au、Mo、Mica和SiO_2表面上的溅射行为研究

羊佳  
【摘要】: 低速高电荷态离子束有着各种各样广泛的应用,但对它与表面相互机理的认识还很有限。本文研究了低速高电荷态离子Pb~(q+)、Ar~(q+)与金属Ag、Au、Mo,绝缘体Mica和SiO_2材料表面的相互作用过程,讨论了溅射产额的入射角相关性、势能相关性和动能相关性。 我们使用的Pb~(q+)(q=20-36,E_k=6q-20q keV)和Ar~(q+)(q=8-16,E_k=6q-20q keV)高电荷态离子由中国科学院兰州近代物理研究所(IMPCAS)重离子加速器(HIRFL)国家实验室电子回旋共振离子源实验平台提供,相对溅射产额用微通道板和束流积分仪来测量。 实验结果表明:对于不同电荷态(Ar~(16+)和Pb~(36+))和不同入射离子初始动能(Ar 160 keV和Pb 400 keV)的四种束流,在各个靶上的相对溅射产额都随着入射角度θ的增加而增加。考虑动能效应,对同一种靶材料,不同束流(Ar~(16+)和Pb~(36+))的溅射产额与V/V_(Bohr)有不同的关系,Ar~(16+)束流的溅射产额随着入射离子速度的增加而减少,而Pb~(36+)束流的溅射产额随着入射离子速度的增加而增加。我们推测可能在0.3-0.4V/V_(Bohr)区间存在一个共振区,在此区间靶材料与入射离子发生共振而使溅射产额增加。此外还发现低速高电荷态离子存在明显的势能效应,溅射产额在Ar~(q+)(160 keV)束流下随着电荷态增加而增加,当Pb~(q+)(400keV)电荷态大于30+的时候,溅射产额有明显增强。


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