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聚合物物理属性对离子注入效应的影响

黄永宪 吕世雄 田修波 杨士勤 Fu Ricky Chu K Paul 冷劲松 李垚

聚合物物理属性对离子注入效应的影响

黄永宪, 吕世雄, 田修波, 杨士勤, Fu Ricky, Chu K Paul, 冷劲松, 李垚
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  • 聚合物导电性能差, 表面电荷积聚所产生的电容效应致使其表面电位衰减, 采用等离子体浸没离子注入对其表面改性是非常困难的. 建立了绝缘材料等离子体浸没离子注入过程的粒子模拟(PIC)模型, 实时跟踪离子在等离子体鞘层中的运动形态及特性并进行统计分析. 并基于PIC模型, 将聚合物表面的二次电子发射系数直接与离子注入即时能量建立关联, 研究了聚合物厚度、介电常数和二次电子发射系数等物理量对鞘层演化、离子注入能量和剂量的影响规律. 研究结果表明: 当聚合物厚度小于200 m, 相对介电常数大于7, 二次电子发射系数小于0.5时, 离子注入剂量和高能离子所占的份额与导体离子注入情况相当. 通过对聚合物表面离子注入剂量和高能离子所占份额的研究, 为绝缘材料和半导体材料表面等离子体浸没离子注入的实现提供了理论和实验依据.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50904020, 50974046)、哈尔滨市青年科技创新人才基金(批准号: 2009RFQXG050)、 中央高校基础科研业务费专项资金(批准号: HIT. NSRIF. 2012007)和国家博士后科学基金(批准号: 20090460883, 201003419)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-06-14
  • 修回日期:  2012-05-28
  • 刊出日期:  2012-05-20

聚合物物理属性对离子注入效应的影响

  • 1. 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室, 哈尔滨 150001;
  • 2. 香港城市大学物理及材料科学系, 香港;
  • 3. 哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所, 哈尔滨 150001
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 50904020, 50974046)、哈尔滨市青年科技创新人才基金(批准号: 2009RFQXG050)、 中央高校基础科研业务费专项资金(批准号: HIT. NSRIF. 2012007)和国家博士后科学基金(批准号: 20090460883, 201003419)资助的课题.

摘要: 聚合物导电性能差, 表面电荷积聚所产生的电容效应致使其表面电位衰减, 采用等离子体浸没离子注入对其表面改性是非常困难的. 建立了绝缘材料等离子体浸没离子注入过程的粒子模拟(PIC)模型, 实时跟踪离子在等离子体鞘层中的运动形态及特性并进行统计分析. 并基于PIC模型, 将聚合物表面的二次电子发射系数直接与离子注入即时能量建立关联, 研究了聚合物厚度、介电常数和二次电子发射系数等物理量对鞘层演化、离子注入能量和剂量的影响规律. 研究结果表明: 当聚合物厚度小于200 m, 相对介电常数大于7, 二次电子发射系数小于0.5时, 离子注入剂量和高能离子所占的份额与导体离子注入情况相当. 通过对聚合物表面离子注入剂量和高能离子所占份额的研究, 为绝缘材料和半导体材料表面等离子体浸没离子注入的实现提供了理论和实验依据.

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