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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
等离子体浸没离子注入技术(Plasma Immersion Ion Implantation, PIII )已被广泛应用于金属、塑料及陶瓷等材料的表面改性，以改善磨损、腐蚀、疲劳和摩擦性能等。在典型的PIII装置里，待注入样品被放置在等离子体中，通过对靶台施加负高压脉冲进行离子注入。PIII摒弃了传统离子注入必需的加速器，且可以实现对样品的全方位注入，故成本低、效率高。然而，该技术依旧需要外设等离子体源如射频等离子体源、微波等离子体源等提供等离子体，则注入过程中会有辐射产生，对操作人员及设备造成不利影响。作为能够替代PIII实现全方位注入沉积的新技术，电子聚焦电场增强等离子体浸没离子注入(Enhanced Glow Discharge-Plasma Immersion Ion Implantation, EGD-PIII )技术不再需要外部等离子体源。在该方法中，等离子体由自辉光放电产生，点状空心阳极和大平面阴极靶台形成电子聚焦电场。通过这种特殊的电场设计，等离子体中的电子和二次电子均聚焦到空心阳极处。该电子聚焦电场使自辉光放电过程得到加强，进而实现高效安全的离子注入。本文首先利用多重质点网格法（Multiple Grid-Particle In Cell, MG-PIC）研究了EGD-PIII注入平面样品时注入离子能量的分布情况，以及改进后系统处理平面样品的注入效果，结果表明电子聚焦现象非常明显，绝大多数离子能获得较高能量注入样品表面，且改进后的系统有利于提高注入效率。其次，通过比较分析采用铝靶和不锈钢靶时绝缘罩内的等离子体密度及样品表面注入剂量，发现使用铝靶时辉光放电更剧烈，且样品表面注入剂量更高。因此证明由高能量离子轰击样品表面导致的二次电子发射有利于增强自辉光放电，提高注入效率。最后，利用MG-PIC方法及TRIM程序模拟了EGD-PIII处理圆柱体样品的注入过程，并通过XPS（X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS）对注入后样品进行了检测，模拟结果与检测结果相吻合，表明圆柱体样品不会对自辉光放电产生不利影响，EGD-PIII技术可以应用于圆柱体样品的表面改性。通过上面的研究工作，本文证明了EGD-PIII技术能够应用于平面及圆柱体样品的表面改性，且注入效果良好；结果也表明EGD-PIII技术且较PIII技术成本更低，安全系数更高，效率也更高。 |
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