库仑爆炸效应产生的溅射现象分子动力学研究

摘要

高能量高电荷态的重离子辐照材料,将电离其径迹内的原子,被剥离的原子形成正离子团,通过库仑相互作用互相排斥,如果电离的时间足够长,这些原子将获得足够的能量,产生库仑爆炸.利用分子动力学方法引入不同的电离时间,可以模拟计算硅材料内库仑爆炸效应.本论文主要研究库仑爆炸效应产生的溅射现象,包括:溅射原子个数随时间的变化规律,不同电离时间条件下库仑爆炸引起的表面溅射现象.研究结果表明:库仑爆炸初期溅射现象明显,溅射出表面的原子数目不断增多,但受到材料内原子的吸引力作用,爆炸后期溅射出表面的原子数呈现波动下降的趋势;电离时间对溅射现象影响显著,电离时间越长库仑爆炸效应越强烈,溅射原子越多;当电离时间减少到6fs时,没有溅射原子产生.