| cyqdesign |
2011-09-02 11:25 |
科學(xué)家研究高電荷態(tài)離子在沖擊下消散的過(guò)程
根據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，高電荷態(tài)離子能量在沖擊影響下逐漸消散的過(guò)程。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的測(cè)量結(jié)果，粒子的能量大約有60%被沖散，在余下的40%能量中，大約有27%的能量在表征上改變了實(shí)驗(yàn)材料的外形。就像流星撞擊地球那樣，高電荷態(tài)離子撞擊的難度確實(shí)很大，但是可以造成很大的傷害，只是規(guī)模上顯得小得多，其也可以比喻成地質(zhì)學(xué)家從流星的大小和速度來(lái)確定隕石坑的大小，物理學(xué)家觀察薄膜表面的痕跡以確定高電荷態(tài)離子的能量。 Q 9fK)j1$
Q,:{(R
[attachment=35930] QEg[
高度電離化的粒子電腦模擬圖 ").gPmC
b"uO BB
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所（NIST）和克萊姆森大學(xué)的科學(xué)家們最近授予了一項(xiàng)專利，該研究第一次精確測(cè)量了高電荷態(tài)離子能量對(duì)薄膜表面的影響程度。研究過(guò)程主要是通過(guò)離子放電后所具有的能量作用在薄膜表面，以幫助研究人員更好地建立粒子對(duì)薄膜表面影響的預(yù)測(cè)模型。 cI P.5)Ca
u$ yXuFj/
而關(guān)于高電荷態(tài)離子的問(wèn)題是一個(gè)較大的難題。該離子主要被應(yīng)用于各種微型以及納米級(jí)的生產(chǎn)工藝上，這些技術(shù)都是要建立在精細(xì)的基礎(chǔ)之上，比如離子銑削和蝕刻等離子速加工的技術(shù)。通過(guò)對(duì)高能態(tài)離子建立更好的預(yù)測(cè)模型，可以幫助研究人員減少離子侵蝕，而離子侵蝕在某些地方卻是一件讓人很頭痛的事兒，比如在核聚變反應(yīng)堆內(nèi)部。 j Yi,oE
fG b}V'x}r
該研究小組使用氙原子進(jìn)行試驗(yàn)，將氙原子外層54個(gè)電子剝離而剩下10個(gè)外層電子，使其高度的離子化，這個(gè)過(guò)程需要5萬(wàn)電子伏特。原子則吸收了所有的能量釋放出電子，這個(gè)過(guò)程直到原子不能再吸收更多的能量為止，原子具有的這些能量，最后都會(huì)以動(dòng)能的形式放出，由于原子的質(zhì)量本來(lái)就很小，所以能量就會(huì)體現(xiàn)在速度上。這就是前文中所說(shuō)的，高電荷態(tài)離子具有強(qiáng)大沖擊能。
HdN5zl,q
.<zKBv
據(jù)該參與項(xiàng)研究的克萊姆森大學(xué)什科學(xué)家波默羅伊（Josh Pomeroy）介紹:當(dāng)高電荷態(tài)離子最后被激發(fā)出來(lái)，并選擇一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行撞擊，其能量的大部分都會(huì)被“飛濺”出來(lái)，并消散到真空中，這個(gè)能量的大部分值大約在60%左右。根據(jù)我們的測(cè)量結(jié)果，剩余的40%高電荷態(tài)離子，大約有27%在表征上改變了實(shí)驗(yàn)材料的外形，而其余的13%則最有可能轉(zhuǎn)換為了熱能。 U LqI]k(
?TeozhUY
該研究小組同時(shí)也是第一個(gè)開始使用納米薄膜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以幫助提高硬盤驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，他們使用了三氧化二鋁薄膜作為硬盤驅(qū)動(dòng)器磁板之間的絕緣材料。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，研究人員使用高電荷態(tài)離子作用與薄膜表面，并點(diǎn)蝕到一定的深度，通過(guò)測(cè)量通過(guò)薄膜表面電導(dǎo)率的微小變化。雖然，該項(xiàng)研究的原始動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了部分變化，但是研究小組的方法以及應(yīng)用的材料仍然可以被用于測(cè)量高電荷態(tài)離子的能量轉(zhuǎn)換以及校準(zhǔn)工業(yè)系統(tǒng)中所采用高能量離子束。
|
|