
【化】 ion beam; ion cluster; ionic cluster
離子束(Ion Beam)是指由高能帶電離子在電磁場作用下形成的定向粒子流。該術語在核物理、材料科學和半導體工業中具有重要應用價值。根據《核科學技術術語》(GB/T 4960.5-2010)定義,離子束需滿足三個特征:帶電粒子群、準直運動軌迹、動能一緻性。
從組成結構分析,離子束包含三類核心要素:
在工程應用層面,離子束技術已實現納米級精度的材料改性,典型案例包括芯片制造中的離子注入工藝(提升半導體導電性)和航天材料表面處理(增強抗輻射性能)。中國科學院物理研究所的實驗數據顯示,30KeV的Ar⁺離子束可實現0.1μm量級的材料刻蝕精度。
英語對應術語"Ion Beam"的權威解釋可參考《IEEE核科學彙刊》,其中特别強調其"charged-particle manipulation in vacuum environments"的技術特性。美國物理聯合會(AIP)的粒子加速器手冊指出,現代離子束設備的工作電壓範圍已擴展至10kV-10MV。
離子束是由帶電離子組成的粒子流,具有高度定向性和能量集中的特性。以下從定義、特性、應用領域三方面進行詳細解釋:
離子束是指以近似一緻速度和方向運動的離子群。其形成依賴于離子源裝置,常見類型包括等離子體離子源(如潘甯放電型、射頻離子源)和電子碰撞型離子源。根據能量傳遞特性,等離子束屬于離子束的一種,但離子束本身主要傳遞能量而非物質。
工業制造
醫療美容
科研領域
航天技術
早期研究将氫離子束用于推進系統,但因加速技術和地球磁場幹擾尚未實用化。
離子束的能散度控制對高精度應用(如核物理實驗)至關重要,而醫療領域更關注其熱效應與安全性平衡。需注意,不同應用場景對離子種類(如單電荷/多電荷離子)有特定要求。
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