快重离子微观尺度二维分布的模拟研究

在快重离子的辐照中,无论通过束流扫描还是束流散焦,在微观尺度上入射离子依然是随机分布的.最近,这种微观上的离子不均匀性对于快重离子的前沿应用,如高密度微孔膜的制备和航空电子器件的单粒子效应的评估等变得至关重要.本工作利用蒙特卡罗方法 模拟了垂直于束流方向的二维平面上随机分布的离子.从统计角度来看,蒙特卡罗方法 模拟的潜径迹的分布与相同离子注量下微孔膜的电镜观测结果 相一致.根据模拟结果,微孔膜的有效孔隙率可以通过辐照注量和孔径来进行有效预测.另外,也提出了计算有效孔隙率的经验公式.利用此公式可以在一定程度上预测最优化的离子辐照和化学蚀刻参数,从而得到理想的孔隙率.同时,为了评估微孔膜的选择性,计算了形成重孔的概率,这有助于在膜的孔隙率和选择性之间达到平衡,从而获得最好的膜性能.通过蒙特卡罗模拟,还研究了微观尺度下离子辐照的均匀性问题,其结果可以为单粒子效应等应用提供重要参考.