强脉冲离子束辐照金属材料烧蚀产物特性分析∗

张洁 钟昊玟 沈杰 梁国营 崔晓军 张小富张高龙 颜莎 喻晓 乐小云

1)(北京航空航天大学物理科学与核能工程学院,北京 100191)

2)(北京航空航天大学,先进核能材料与物理北京市重点实验室,北京 100191)

3)(北京大学重离子物理研究所,北京 100871)

强脉冲离子束辐照金属材料烧蚀产物特性分析∗

张洁1)2)钟昊玟1)2)沈杰1)2)梁国营1)2)崔晓军1)2)张小富1)2)张高龙1)2)颜莎3)喻晓1)2)乐小云1)2)†

1)(北京航空航天大学物理科学与核能工程学院,北京 100191)

2)(北京航空航天大学,先进核能材料与物理北京市重点实验室,北京 100191)

3)(北京大学重离子物理研究所,北京 100871)

(2016年10月26日收到;2016年12月1日收到修改稿)

强脉冲离子束作为一种闪光热源在材料表面改性方面具有广泛的应用.烧蚀效应对于强脉冲离子束与物质相互作用以及强脉冲离子束薄膜沉积过程具有重要的影响.因此,分析强脉冲离子束的烧蚀过程和机理对于优化其应用具有重要意义.为了研究强脉冲离子束的烧蚀产物特性,采用1.2—1.5 J/cm2的强脉冲离子束辐照纯锌靶材,并使用单晶硅片收集辐照过程中产生的烧蚀产物.通过扫描电子显微镜、能谱仪和高精度天平的分析与测量,得到了烧蚀产物的表面形貌和相关特性等实验结果.结合实验和有限元模拟计算得到的材料表面温度场分布演化结果,可以证明在强脉冲离子束辐照锌靶材的烧蚀过程中会有气态、液态和固态三种不同状态的烧蚀产物产生.

强脉冲离子束,烧蚀,烧蚀产物,相互作用

1 引 言

强……