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。 ![]() 高度電離化的粒子電腦模擬圖 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(zhuān)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。 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。 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。 |