Математическое моделирование процессов в плазменных установках
Расчет коэффициентов физического распыления материалов при бомбардировке потоками ионов. Определение искомых зависимостей методом Монте-Карло в пакете SRIM. Диаграмма Экштайна для энергии ионов ксенона 600 эВ, а также изотропизация налетающего потока.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.05.2013 |
| Размер файла | 532,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Задание
Провести расчёты зависимости коэффициента распыления материала мишени в заданном диапазоне энергий с шагом 50 эВ. Использовать пакет SRIM для определения искомых зависимостей методом Монте-Карло. Число ионов при расчёте выбирать не менее 9999.
Привести исходные данные (со значением энергии связи для материала мишени), таблицу результатов с округлением до 3-х значащих цифр и полученную графическую зависимость. Привести для последнего значения диапазона исходных данных диаграмму парных упругих соударений ионов с атомами распыляемого материала (рекомендуемая программная среда - MATLAB) и проанализировать применимость модели линейных каскадов.
Исходные данные
Материал мишени - вольфрам;
энергия связи - Eсв = 8.68 эВ;
атомный номер - 74;
атомный вес - 184 а.е.м.;
плотность - 19.4 г./см3.
Распыляющие ионы - ионы ксенона;
атомный номер - 54;
атомный вес - 131 а.е.м.
Диапазон энергий ионов ксенона 100 - 600 эВ.
Число ионов, используемых в расчёте для каждого значения энергии -15000.
Решение
В программе SRIM-2013 была получена зависимость коэффициента распыления вольфрама ионами ксенона в диапазоне энергий 100 - 600 эВ, которая приведена на рис. 1. Результаты расчёта приведены в таблице 1.
Рис. 1. Зависимость коэффициента распыления вольфрама ионами ксенона в диапазоне энергий 100 - 600 эВ
Таблица 1
|
EXe, эВ |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
|
|
SW, ат/ ион |
0.267 |
0.395 |
0.512 |
0.625 |
0.698 |
0.819 |
0.887 |
0.977 |
1.07 |
1.17 |
1.26 |
На рис. 2 - 7 приведены визуализации распыления вольфрамовой мишени ионами ксенона разных энергий, полученные с помощь программы SRIM-2013. Из рисунков видно, что при увеличении энергии ионов ксенона глубина их проникновения в мишень и ширина зоны распыления увеличиваются. Характерная глубина проникновения ионов ксенона в мишень 25 Ангстрем.
Рис. 2. Распыление вольфрамовой мишени ионами ксенона с энергией 100 эВ
Рис. 3. Распыление вольфрамовой мишени ионами ксенона с энергией 200 эВ
Рис. 4. Распыление вольфрамовой мишени ионами ксенона с энергией 300 эВ
Рис. 5. Распыление вольфрамовой мишени ионами ксенона с энергией 400 эВ
Рис. 6. Распыление вольфрамовой мишени ионами ксенона с энергией 500 эВ
Рис. 7. Распыление вольфрамовой мишени ионами ксенона с энергией 600 эВ
экштайн ксенон изотропизация плазменный
На рис. 8 представлена диаграмма парных упругих столкновений (диаграмма Экштайна) для энергии распыляющих вольфрам ионов ксенона 600 эВ.
Рис. 8. Диаграмма Экштайна для энергии ионов ксенона 600 эВ
Анализируя диаграмму, можно отметить, что поток рассеянных атомов распределён по всем углам рассеяния, то есть происходит изотропизация налетающего потока. При этом из диаграммы видно, что при лобовом столкновении доля переданной первичному атому энергии составляет 0.8. При энергии налетающего иона 600 эВ энергия первичного атома будет 408 эВ, что намного превышает энергию связи вольфрама 8.68 эВ. Это означает, что первично выбитый атом будет иметь большую энергию в свободном состоянии и будет передавать её атомам решётки, образуя каскад соударений. При таком режиме число атомов, выбитых в результате действия каскада, будет превышать число первичных выбитых атомов. Это означает, что модель линейных каскадов для данного случая распыления корректна.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Отделение корней методом простых интеграций. Дифференцирование и аппроксимация зависимостей методом наименьших квадратов. Решение нелинейного уравнения вида f(x)=0 методом Ньютона. Решение системы линейных уравнений методом Зейделя и методом итераций.
курсовая работа [990,8 K], добавлен 23.10.2011Некоторые сведения теории вероятностей. Математическое ожидание, дисперсия. Точность оценки, доверительная вероятность. Сущность метода Монте-Карло. Генераторы случайных чисел. Вычисление кратных интегралов. Описание пользовательского интерфейса.
курсовая работа [301,5 K], добавлен 08.11.2013Характеристика основных методов для решения различных задач с помощью случайных последовательностей. Реализация и проверка эффективности метода Монте-Карло при его применении на различных примерах. Алгоритм метода имитации. Издержки неопределенности.
курсовая работа [98,9 K], добавлен 04.05.2014Азартные игры и наблюдение за спортивными состязаниями. Моделирование методом Монте-Карло - мощное средство, позволяющее определять вероятность событий в азартных играх и спорте. Моделирование вероятности событий с помощью программы Microsoft Excel.
реферат [801,3 K], добавлен 13.05.2009Методы физического моделирования. Основные положения теории подобия. Характеристика особенностей метода эквивалентных материалов. Обзор программных продуктов, используемых для геологического моделирования. Современный комплекс Reservoir Modeling System.
контрольная работа [312,0 K], добавлен 30.05.2013Математическое описание элементов автоматической системы моделирования. Определение передаточной функции объекта по переходной характеристике методом площадей. Вычисление статических характеристик случайного процесса по заданной реакции, расчет дисперсии.
курсовая работа [337,2 K], добавлен 10.02.2012Назначение, создание современной информационно-аналитической системы. Формирование рабочей документации в среде Microsoft Project. Расчет длительности проекта методом Монте-Карло. Моделирование типов связи. Проектирование интерфейсов пользователя.
курсовая работа [4,9 M], добавлен 16.12.2014Обзор методов составления математических моделей систем автоматического управления. Математические модели системы в векторно-матричной форме записи. Моделирование в пакете программы Simulink. Оценка устойчивости системы, рекомендации по ее применению.
курсовая работа [514,5 K], добавлен 10.11.2011Общие закономерности взаимодействия фотонов, электронов и ионов с твердыми телами. Диффузионное перераспределение тепла по толщине пластины кремния при нагреве импульсами излучения. Разработка программы для расчета графиков физического процесса.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 19.05.2016Ключи, стрелки и контакты в разделе Miscellaneous (Смесь) пакета MicroCAP-7. Устройство выборки-хранения Sample and Hold. Многовариантный анализ и параметрическая оптимизация. Статистический анализ по методу Монте-Карло. Анимация и трехмерные графики.
реферат [436,1 K], добавлен 23.01.2011
