离子辅助沉积中离子束流密度的作用 被引量：16

1

作者 张大伟 洪瑞金 +3 位作者 范树海 王英剑 邵建达 范正修 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期477-480,共4页

测量了EndHall离子源在不同条件下的离子束流密度,在不同离子束流密度下进行了Ar离子辅助沉积ZrO2薄膜的实验,研究了离子束流密度对薄膜折射率、晶相的影响根据动量传递模型分析了离子束流密度对薄膜折射率的作用;

关键词 离子辅助 离子束流密度 热尖峰 晶相

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离子推力器多模式化研究 被引量：10

2

作者 赵以德 吴宗海 +5 位作者 张天平 耿海 李娟 李建鹏 孙小菁 杨浩 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期187-193,共7页

为了实现离子推力器多模式化,分析了离子推力器功率宽范围调节限制因素,提出了两种宽范围调节策略;针对我国小行星探测任务,完成了30cm多模式离子推力器研制、功率宽范围调节限制条件确定、以及两种调节策略下多模式工作点设计及对比研... 为了实现离子推力器多模式化,分析了离子推力器功率宽范围调节限制因素,提出了两种宽范围调节策略;针对我国小行星探测任务,完成了30cm多模式离子推力器研制、功率宽范围调节限制条件确定、以及两种调节策略下多模式工作点设计及对比研究。结果显示,通过降低放电室磁场强度可延伸离子推力器最小稳定工作功率,提高束流均匀性,实现离子推力器更宽功率范围多工作点设计;功率宽范围调节主要是屏栅电压和束电流的宽范围调节,二者通过栅极导流系数限制和交叉限制而约束;推力随功率增加呈线性增加关系,比冲随功率的增加总体上呈先快速增加后趋于稳定的趋势;30cm多模式离子推力器在0.25kW^5kW内稳定工作,推力10mN^186mN,比冲1522s^3586s。 展开更多

关键词 小行星探测 离子推力器 多模式 功率宽范围调节策略 束电流密度均匀性

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高推力密度离子推力器研究 被引量：5

3

作者 赵以德 张天平 +3 位作者 郑茂繁 吴宗海 孙运奎 杨福全 《真空》 CAS 2017年第1期14-16,共3页

离子推力器是一种先进的空间推进技术,由于其高比冲,长寿命等特性而获得了广泛的应用,但是受其束流密度的限制,其推力密度也受到限制。然而在轨道转移、深空探测主推进等应用需求中,不但要求其比冲高,还要求其推力大,以缩短航天器轨道... 离子推力器是一种先进的空间推进技术,由于其高比冲,长寿命等特性而获得了广泛的应用,但是受其束流密度的限制,其推力密度也受到限制。然而在轨道转移、深空探测主推进等应用需求中,不但要求其比冲高,还要求其推力大,以缩短航天器轨道转移和巡航时间。受航天器的体积和功率限制,大推力要求离子推力器在一定比冲下具有较高的推力密度。为了提高离子推力器的推力密度,以25cm离子推力器为研究对象,通过改善离子推力器束流平直度和栅极可引出最大束流密度,有效提高了平均束流密度。试验结果显示在3500s比冲下,平均束流密度达到75A/m2,推力密度达到4.1N/m2。 展开更多

关键词 离子推力器 高束流密度 高推力密度 束流平直度 栅极可引出最大束流密度

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两种会切场离子推力器对比研究 被引量：6

4

作者 赵以德 李建鹏 +4 位作者 张天平 江豪成 王亮 郭德洲 杨威 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2633-2640,共8页

为了进一步提升离子推力器性能和可靠性,基于30cm环形会切场离子推力器LIPS-300H和30cm柱形会切场离子推力器LIPS-300Z,对比研究了两类会切场离子推力器各自优劣及其机理。首先分析了两种会切场原理,总结给出了两种会切场差异,然后实验... 为了进一步提升离子推力器性能和可靠性,基于30cm环形会切场离子推力器LIPS-300H和30cm柱形会切场离子推力器LIPS-300Z,对比研究了两类会切场离子推力器各自优劣及其机理。首先分析了两种会切场原理,总结给出了两种会切场差异,然后实验对比研究了两种会切场离子推力器束流均匀性、放电效率和寿命。实验结果显示,LIPS-300H相比LIPS-300Z在3kW和5kW工况下束流密度峰值分别降低25%和19%,放电电压分别降低7.8V和6.2V,放电损耗分别增加31W/A和42W/A。此外,LIPS-300H离子推力器在3kW和5kW工况下屏栅预测寿命分别是LIPS-300Z的7.7倍和4.2倍。结果表明:虽然LIPS-300Z比LIPS-300H具有放电损耗低的优点,但其较差的束流均匀性、较高的放电电压和双荷离子比,使其在寿命和可靠性方面劣于LIPS-300H。 展开更多

关键词 离子推力器 柱形会切场 环形会切场 束流均匀性 效率

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离子推力器束流均匀性改善方法研究 被引量：3

5

作者 赵以德 江豪成 +3 位作者 张天平 杨褔全 孙运奎 李娟 《真空与低温》 2015年第3期157-160,185,共5页

束流均匀性是离子推力器的一个重要指标,其代表离子推力器栅极整个引出平面上引出束流密度的均匀程度,一般用束流平直度来表示。从产生均匀束流的必要条件出发,讨论了离子束流均匀性影响因素,并对其影响机理进行了分析。根据讨论结果对... 束流均匀性是离子推力器的一个重要指标,其代表离子推力器栅极整个引出平面上引出束流密度的均匀程度,一般用束流平直度来表示。从产生均匀束流的必要条件出发,讨论了离子束流均匀性影响因素,并对其影响机理进行了分析。根据讨论结果对典型离子推力器的束流均匀性进行了对比分析。最后总结给出了离子推力器束流均匀化设计应遵循的一般原则。 展开更多

关键词 离子推力器 束流均匀性 环切场 变孔径栅

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氧离子束流密度对Ta_2O_5薄膜的影响 被引量：2

6

作者 赵靖 张永爱 +1 位作者 袁军林 郭太良 《真空》 CAS 北大核心 2009年第4期16-19,共4页

利用氧离子辅助电子束蒸发沉积Ta2O5薄膜,在固定氧离子能量的条件下研究了氧离子束流密度对Ta2O5薄膜的微观结构、化学计量比和漏电流密度的影响。利用原子力显微镜和X射线衍射仪对Ta2O5薄膜微观结构进行表征研究,发现随着离子束流密度... 利用氧离子辅助电子束蒸发沉积Ta2O5薄膜,在固定氧离子能量的条件下研究了氧离子束流密度对Ta2O5薄膜的微观结构、化学计量比和漏电流密度的影响。利用原子力显微镜和X射线衍射仪对Ta2O5薄膜微观结构进行表征研究,发现随着离子束流密度增大,沉积的Ta2O5薄膜致密性提高,粗糙度下降,但薄膜一直保持非晶态;同时能谱仪测试的结果表明,薄膜中O/Ta比例逐渐提高,直至呈现富氧状态。测量了不同薄膜样品的漏电流密度和击穿场强,发现随着离子束流密度增大,薄膜漏电流密度显著降低,击穿场强提高。总之,提高氧离子束流密度能够明显改善Ta2O5薄膜的微观结构和电学性能。 展开更多

关键词 TA2O5 离子辅助镀膜 离子束流密度 化学计量比 漏电流密度

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离子推力器束流密度分布模型 被引量：2

7

作者 商圣飞 顾左 +1 位作者 贺碧蛟 蔡国飙 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1414-1419,共6页

束流密度分布模型公式对了解推力器羽流场下游比较大范围内的束流特性,以及在工程应用中对评估离子推力器对舱体的溅射污染效应有重要意义。同时也对地面试验的工况快速确定及结果估计有重要的工程应用价值。然而,现有的两个束流模型均... 束流密度分布模型公式对了解推力器羽流场下游比较大范围内的束流特性,以及在工程应用中对评估离子推力器对舱体的溅射污染效应有重要意义。同时也对地面试验的工况快速确定及结果估计有重要的工程应用价值。然而,现有的两个束流模型均不能很好的描述离子推力器的羽流特性。本文在已有的两个模型的基础上提出了新的束流密度分布模型,并与试验结果相比吻合度较好。本文的束流密度模型与已有的两个模型相比,本文的模型能够更好地描述离子推力器的束流密度分布。 展开更多

关键词 离子推力器 羽流 束流密度 半经验模型

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用于光学涂层的离子辅助反应淀积工艺 被引量：1

8

作者 钟迪生 《光电子技术》 CAS 1996年第2期143-150,共8页

主要介绍几种离子化制备薄膜的方法，其目的是评述用于制备低损耗光学涂层的低能反应工艺和等离子体工艺的优劣。

关键词 离子辅助淀积 离子速淀积 离子能量 光学涂层

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应用于纳米级聚焦离子束系统的静电透镜设计 被引量：2

9

作者 李文萍 顾文琪 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期829-834,共6页

在不同束流和能量下对离子光柱体进行了优化设计。给出了用阻尼最小二乘法设计的单个透镜和透镜系统,并研究了像平面处的离子束性能。采用先分解再组合的方法确定单个透镜参数,并以大束流、无限大放大倍数下像差系数与焦距的比为优化目... 在不同束流和能量下对离子光柱体进行了优化设计。给出了用阻尼最小二乘法设计的单个透镜和透镜系统,并研究了像平面处的离子束性能。采用先分解再组合的方法确定单个透镜参数,并以大束流、无限大放大倍数下像差系数与焦距的比为优化目标。选取工作模式时综合考虑了系统的光学性能和可实现性,大束流下采用平行模式,小束流下采用交叉模式,设计的透镜系统在大、小束流下分别选轴上像差和放大倍数为优化目标。计算表明,2 nA束流下像差为16.33 nm,放大倍数为-0.539 095 5,束斑直径为31.52 nm;2.5 pA束流下像差为2.15 nm,放大倍数为0.084 359 9,束斑直径为4.73 nm。此离子光柱体能够获得纳米量级的离子束,并且只需调整第二透镜第二、第三电极之间的距离以及第二电极电位(对源)就能改变样品处的束能,增加了光柱体的应用范围,实现了一套系统内同时具有刻蚀、沉积、注入和离子成像等功能。 展开更多

关键词 聚焦离子束 静电透镜 阻尼最小二乘法 工作模式 束流密度分布

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离子辅助蒸发Ti_xO_y制备氧化钛薄膜及特性 被引量：1

10

作者 胡小锋 薛亦渝 郭爱云 《真空》 CAS 北大核心 2005年第6期36-38,共3页

采用离子辅助沉积的方法,分别以T iO2和T i3O5为初始膜料在K 9玻璃上制备了氧化钛薄膜,并研究了离子束流密度对以T i3O5为膜料制备的薄膜透射性能的影响。实验结果表明,热处理前薄膜都为无定形结构;热处理后有明显的锐钛矿结构(101)择... 采用离子辅助沉积的方法,分别以T iO2和T i3O5为初始膜料在K 9玻璃上制备了氧化钛薄膜,并研究了离子束流密度对以T i3O5为膜料制备的薄膜透射性能的影响。实验结果表明,热处理前薄膜都为无定形结构;热处理后有明显的锐钛矿结构(101)择优取向,以T i3O5为初始膜料制备的薄膜吸收优于以T iO2为膜料制备的薄膜;薄膜透射率极值随束流密度增大有临界值。 展开更多

关键词 薄膜 TIO2 Ti3O5 束流密度

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束流密度对Ge/Si量子点溅射生长的影响 被引量：2

11

作者 杨杰 王茺 +1 位作者 陶东平 杨宇 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第16期2239-2242,2246,共5页

采用离子束溅射技术在Si基底上自组织生长了一系列Ge量子点样品,研究了束流密度对Ge/Si量子点的尺寸分布和形貌演变的影响。原子力显微镜测试结果表明,随着束流密度的增加,量子点的面密度持续增大,其尺寸不断减小,量子点的形貌由圆顶形... 采用离子束溅射技术在Si基底上自组织生长了一系列Ge量子点样品,研究了束流密度对Ge/Si量子点的尺寸分布和形貌演变的影响。原子力显微镜测试结果表明,随着束流密度的增加,量子点的面密度持续增大,其尺寸不断减小,量子点的形貌由圆顶形转变为过渡圆顶形。计算直径标准偏差的结果表明,当束流密度为0.86mA/cm2时,量子点的尺寸均匀性最佳。束流密度与沉积速率成正比,影响着表面吸附原子与其它原子相遇而形成晶核的能力。 展开更多

关键词 离子束溅射沉积 Ge/Si量子点 束流密度 原子力显微镜

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熔石英表面离子束抛光去除函数稳定性研究

12

作者 吴鹏飞 王春阳 +3 位作者 李晓静 赵仕燕 王大森 聂凤明 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期284-291,共8页

目的检验熔石英光学元件表面离子束抛光过程中去除函数的稳定性。方法对离子束进行法拉第扫描来获取束流密度信息,构建离子束抛光去除函数模型。分析离子束流密度信息与去除函数模型,并通过实验研究束流密度信息与去除函数之间的关系,... 目的检验熔石英光学元件表面离子束抛光过程中去除函数的稳定性。方法对离子束进行法拉第扫描来获取束流密度信息,构建离子束抛光去除函数模型。分析离子束流密度信息与去除函数模型,并通过实验研究束流密度信息与去除函数之间的关系,获得基于法拉第扫描结果计算去除函数的方法。利用该方法求取离子束抛光过程中的去除函数特征量,分析去除函数特征量随时间的波动情况以此来判断去除函数的稳定性,并对熔石英元件表面进行离子束抛光实验。结果在1 keV离子束能量下对离子源进行长时间的运行实验,利用上述方法计算实验过程中的去除函数。通过计算得到离子束抛光过程中去除函数的峰值去除率(P_(max))、体积去除率(V)和半高全宽(FWHM)在8 h内的变化率都小于3%。利用离子束抛光实验对Φ100 mm的熔石英光学元件进行抛光,抛光后面形PV值由0.78λ下降到0.16λ,RMS值由72.39 nm下降到16.64 nm。结论通过法拉第扫描实现了对去除函数长时间的监测,去除函数特征量在长时间测试实验中有着很好的稳定性,并对熔石英元件表面进行离子束加工,加工后元件表面参数满足光学超精密加工的要求。 展开更多

关键词 离子束抛光 法拉第杯检测 离子束流密度 去除函数 稳定性

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ECR辐照装置中的离子束流分布模拟

13

作者 王波 张根 +2 位作者 张文杰 祁超 严辉 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1272-1279,共8页

面向等离子体材料作为聚变等离子体和核反应堆结构之间的主要界面,遭受恶劣的辐照条件,为了提升对面向等离子体材料的改进研究,实验室模拟聚变环境装置.基于已搭建完成的用于研究聚变反应堆中等离子体-材料相互作用的电子回旋共振(elect... 面向等离子体材料作为聚变等离子体和核反应堆结构之间的主要界面,遭受恶劣的辐照条件,为了提升对面向等离子体材料的改进研究,实验室模拟聚变环境装置.基于已搭建完成的用于研究聚变反应堆中等离子体-材料相互作用的电子回旋共振(electron cyclotron resonance,ECR)直线等离子体装置,使用有限元方法计算模拟了腔室内励磁线圈与永磁体叠加磁场的分布情况以及在此背景磁场下带电粒子在磁场中的运动轨迹.结果表明:磁场模拟结果与实验数据较为符合,共振面位置随线圈电流的增大而远离微波窗口.带电粒子轨迹模拟结果与实验中近似梨形等离子体束的分布一致,且到达样品台的束流密度随着励磁线圈电流的增大而增大.该研究可为ECR直线等离子体装置的进一步优化提供参考. 展开更多

关键词 电子回旋共振(ECR) 磁场 微波 离子 束流密度 等离子体

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低能离子对高温超导YBa2Cu3O7-δ薄膜的表面改性和机理 被引量：1

14

作者 王三胜 李方 +3 位作者 吴晗 张竺立 蒋雯 赵鹏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期185-192,共8页

低能氩离子束轰击并后退火处理的离子束表面改性,会影响高温超导薄膜的表面结构和超导特性,但是其中的深刻微观机理不清楚.本文通过连续改变离子束轰击时间,系统研究了离子束表面改性对于超导膜结构和临界电流密度的影响.通过扫描电子... 低能氩离子束轰击并后退火处理的离子束表面改性,会影响高温超导薄膜的表面结构和超导特性,但是其中的深刻微观机理不清楚.本文通过连续改变离子束轰击时间,系统研究了离子束表面改性对于超导膜结构和临界电流密度的影响.通过扫描电子显微镜、X射线衍射、J_(c-scanning)测试表征样品的结构特性和超导特性,并得出内应变、氧空位缺陷等参量.研究表明,经过表面改性的钇钡铜氧(YBa_2Cu_3O_(7-δ),YBCO)薄膜,随轰击时间增加表面形貌会变得更加均匀致密,a轴晶粒消失,并且临界电流密度有了显著的提高.由化学键收缩配对模型分析得出,临界电流密度的提高与薄膜内应变增大和引发的局部YBCO结构中Cu—O键收缩有关. 展开更多

关键词 钇钡铜氧 离子束表面改性 临界电流密度 化学键收缩配对模型

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光学镀膜用大束密均匀区离子源

15

作者 况园珠 郑保民 李安杰 《光学仪器》 2001年第5期53-57,共5页

介绍一个适用于光学镀膜用的直径为1 2 0 mm的大束密均匀区离子源的结构设计及性能参数 。

关键词 离子源 束流密度 均匀性 光学薄膜 离子束辅助镀膜

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40cm离子推力器设计与性能测试 被引量：3

16

作者 赵以德 张天平 +3 位作者 李娟 江豪成 胡竟 张文涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2192-2199,共8页

针对我国木星探测、小行星采样返回等深空探测任务对大功率电推进系统的应用需求,开展了大功率离子推力器研究。通过采用四极环形磁钢会切场放电室、束流直径为40 cm的三栅极离子光学系统、石墨顶触持极六硼化镧空心阴极、耐高温磁钢等... 针对我国木星探测、小行星采样返回等深空探测任务对大功率电推进系统的应用需求,开展了大功率离子推力器研究。通过采用四极环形磁钢会切场放电室、束流直径为40 cm的三栅极离子光学系统、石墨顶触持极六硼化镧空心阴极、耐高温磁钢等先进技术和材料完成了大功率40 cm离子推力器原理样机的研制。试验测试了40cm离子推力器原理样机放电损耗、工质利用率、加速栅电流、减速栅电流等工作参数和束流平直度、推力、比冲、效率等性能指标,试验结果显示:该样机在6.94 kW功率下,推力232 mN,比冲4 367 s,效率71%,束流平直度0.72。 展开更多

关键词 深空探测 离子推力器 大功率 环形磁钢会切场 高束流均匀性

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条形射频源大口径离子束刻蚀机性能(英文) 被引量：2

17

作者 董晓浩 刘颖 +8 位作者 赵飞云 徐德权 徐向东 周银贵 汪啸 姚传荣 洪义麟 付绍军 徐朝银 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期530-535,共6页

针对大尺寸基底往复扫描条形离子束来实现大面积刻蚀的特点,实验测试了基于射频感应耦合等离子体离子源大型离子束刻蚀机的性能.利用法拉第筒扫描探测系统在线测量束流密度,通过控制气体流量、调节加速电压等,得到了纵向束流密度±5... 针对大尺寸基底往复扫描条形离子束来实现大面积刻蚀的特点,实验测试了基于射频感应耦合等离子体离子源大型离子束刻蚀机的性能.利用法拉第筒扫描探测系统在线测量束流密度,通过控制气体流量、调节加速电压等,得到了纵向束流密度±5.3%均匀性的较好结果.刻蚀实验表明40 cm长度范围刻蚀深度均匀性为±5.4%,同时具有较好的束流稳定性.添加束阑,并结合掩模修正束流,会得到更好的束流密度与刻蚀深度均匀性. 展开更多

关键词 离子束刻蚀机 条形射频离子源 束流密度均匀性 束阑 大口径衍射光学元件

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