一、空心圆管端点附近等离子体源离子注入过程中鞘层的时空演化（论文文献综述）
吕金[1]（2019）在《等离子体源离子注入鞘层动力学行为的数值模拟研究》文中研究指明等离子体源离子注入（Plasma source ion implantation）技术作为冷等离子体表面改性处理的一种方式,广泛应用在半导体PN结制备、金属表面抗腐抗磨处理和绝缘材料隔氧隔水优化等工业生产中。在实际工艺过程中,在注入材料表面形成的等离子体鞘层的特性对材料改性效果有很大影响。因此,有必要从理论上深入研究PSII过程中鞘层的演化特点。本文结合PSII技术在绝缘材料中的应用,采用数值模拟的方法,以无限长聚对苯二甲酸乙二醇脂（Polyethylene Terephthalate,PET）圆管作为研究对象,研究讨论在氮等离子体注入到PET圆管内表面的过程中,圆管内部所形成的加速离子注入的鞘层区的时空演化特点。本文采用一维流体动力学模型,结合绝缘材料的表面充电效应方程,模拟研究了在PET圆管内表面的PSII过程中鞘层动态演化的规律,重点分析讨论了单离子和双离子与中性粒子的弹性碰撞效应及主要的实验参数对鞘层演化特性的影响。研究结果表明:1.在单离子体系中,粒子间的弹性碰撞作用会明显降低鞘层厚度、降低PET圆管内表面积累的电荷密度和注入离子束流密度。而注入离子速度和PET圆管内表面的离子入射能量不仅数值下降,它们随时间变化的曲线峰值位置也随之前移。这表明碰撞对鞘层扩展有阻碍作用,且阻力强度与外加脉冲偏压的波形有关。2.在单离子体系中,通过改变脉冲偏压峰值、气压和PET薄膜厚度这些外界参数,鞘层厚度、PET圆管内表面的离子入射能量和表面积累的电荷密度等均随之改变。且气压参数的变化对鞘层的改变影响较大。3.在双离子体系中,双离子的成分比值变化对鞘层参数有一定影响。随着N（10）成分比例的增加,鞘层厚度增加,介质表面积累的电荷增加,即表面充电效应加重。
李义[2]（2013）在《等离子体基低能离子注入内表面鞘层特性的数值研究》文中提出本文针对等离子体基低能离子注入（Plasma-Based Low-Energy Ion Implantation-PBLEII）技术改性金属圆管内表面,提出并建立了基于电子回旋共振（Electron Cyclotron Resonance-ECR）微波等离子体的PBLEII圆管内表面改性系统；利用磁化鞘层碰撞流体模型,模拟计算了磁场作用下离子注入能量、入射角度、注入剂量及鞘层扩展特性；研究了处理圆管临界半径与等离子体密度、脉冲负偏压、等离子体源半径及工作气压的关系,实现了PBLEII圆管内表面的工艺参数优化；利用发展的低压非稳态扩散流体模型,模拟计算了低脉冲负偏压和等离子体双极性扩散共同作用下,PBLEII圆管内表面脉冲鞘层演化规律及脉冲间隔内等离子体回复特性。旨在通过PBLEII内表面鞘层特性的数值研究,为制订PBLEII复杂表面改性的技术要求和工艺规范提供理论依据和指导。研发的PBLEII圆管内表面改性装置,主要包括：真空室、线性ECR微波等离子体源、低能离子注入电源、辅助加热源等。线性ECR微波等离子体源由微波源、同轴线波导、接地栅网电极和真空室外磁场线圈构成。在同轴波导外导体上沿螺旋线均匀分布方式开设缝隙辐射窗口,同轴线和栅网电极之间获得由2.45GHz微波源产生的均匀能量微波,在直流线圈产生的0.0875T磁场作用下,产生轴向和周向均匀分布的、密度为101-～1011cm-3的ECR微波等离子体,低能离子注入电源向管壁施加-0.4--2kV的脉冲负偏压,加速管内壁鞘层内的离子,实现低能离子注入。利用离子连续性方程、包含磁场作用的运动方程、Poisson方程和电子Boltzmann关系的磁化鞘层碰撞流体模型,计算了圆管内表面低能离子注入过程中磁场对注入参数的作用和注入参数的轴向均匀性。在等离子体密度1010cm-3、脉冲负偏压-2kV、等离子体源半径2.0cm、工作气压10-2Pa下改性内径6.0cm圆管内表面,0.0875T轴向匀强磁场仅使圆管内部离子注入角度增大0-6°,对内表面改性效果影响较小,在PBLEII圆管内表面鞘层扩展数值计算中可忽略装置外加磁场作用；在远离管端的内表面上离子注入角度小于10°,注入能量在1600eV左右,而在圆管端向管内轴向约2.0cm区域内离子以较大角度10～60°和较低能量400～1600eV注入,离子注入剂量在远离管端处较均匀,注入剂量达到门槛值1017cm-2所需时间约为5.0h,在距管端0.5cm处注入剂量出现峰值,注入剂量达到门槛值10"cm-2所需时间约为3.1h。低能离子注入和热扩散相复合的传质过程中,离子注入剂量决定了改性效果,处理圆管管端附近改性效果较为均匀。利用鞘层碰撞流体模型,计算了PBLEII所能处理的圆管半径与工艺参数的关系,在等离子体密度1010cm-3、脉冲负偏压-0.4--2kV、等离子体源半径1.0～2.0cm、工作气压10-2-10-1Pa下,改性时间10h里可保证内径10.0cm以下圆管获得1017cm-2的门槛值,-0.4--2kV的低脉冲负偏压可实现内径1.0cm圆管的有效注入；脉冲负偏压、等离子体源半径及工作气压是影响处理圆管上限尺寸的主要因素,等离子体密度1010cm-3、脉冲负偏压-2kV、等离子体源半径2.0cm,工作气压10-2Pa下,所能处理圆管内径上限值为26.5cm；脉冲负偏压稳定值和等离子体源半径是影响处理圆管下限尺寸的主要因素,脉冲负偏压-2kV,等离子体源半径0.93cm下,所能处理圆管内径下限值可达1.00cm。采用1010～1011cm-3的较高密度等离子体和-0.4～-2kV的低脉冲负偏压,PBLEII改性小尺寸圆管内表面可得到优异的改性效果。基于等离子体在较低气压下的双极性扩散机制,假设等离子体在非稳态扩散过程中每一时刻都是准平衡态、准电中性,用Lieberman提出的低压稳态离子迁移率描述离子的瞬时通量,结合描述连续离子流的流体运动方程和电子Boltzmann关系,发展出普适性的低压非稳态扩散流体模型,计算了圆管内表面低能离子注入过程中等离子体扩散对鞘层扩展的作用、等离子体回复规律以及占空比对离子注入剂量的影响,在等离子体密度1010cm-3、电子温度8eV、脉冲负偏压-2kV、脉宽10μs、等离子体源半径2.0cm、工作气压10-1Pa下改性内径6.0cm圆管内表面,等离子体非稳态扩散能促进鞘层扩展,使鞘层尺度在脉冲结束时由1.96cm增大约0.31cm；高电子温度和低工作气压使等离子体的回复过程加快,脉冲结束后仅1.3μs即回复至稳态的95%,且在2.8μs出现了过冲现象,10.0μs以后趋于稳态；离子注入能量受占空比影响很小,高于0.8的占空比导致等离子体不完全回复,但高占空比能大幅提高离子注入效率。占空比为0.3时,平均注入离子流密度仅0.86×104A/cm2,而占空比为0.9时,平均注入离子流密度可达2.60×10-4A/cm2。0.9占空比可使管内壁在10h改性时间里获得5.8×1019cm-2的超高离子注入剂量,提高脉冲负偏压占空比是增加PBLEII圆管内表面改性离子注入剂量的有效途径。
李运虎[3]（2012）在《等离子体浸没离子注入介质靶鞘层特性的粒子模拟研究》文中认为等离子体浸没离子注入（plasma immersion ion implantation,简称PⅢ）是在传统的束线离子注入（PBⅡ）的基础上提出的一种新的离子注入技术,由于其具有成本低、设备简单、易操作、适合处理复杂形状样品等诸多优点,在材料表面改性、半导体和微电子材料加工等方面得到广泛的应用。然而,由于介质材料的导电性能较差,在对介质材料进行表面改性时容易出现注入离子电荷在表面积累的现象,出现充电效应,从而导致注入离子能量达不到预期负脉冲电压幅值,严重影响注入效果；同时,对于空心圆柱形介质圆管的内表面的离子注入过程,除了充电效应,随着离子注入过程的进行,介质圆管内的鞘层不断向圆管中心扩展,鞘层在圆管中心会出现重叠现象,导致离子的注入剂量和注入能量降低。为了解决上述问题,对介质靶PⅢ过程中鞘层演化特性进行理论上的深入研究就显得尤为必要。因为注入材料表面的离子主要是在鞘层中获得加速,鞘层特性直接影响被加工材料的离子注入效果,同时,理论研究的结果可以揭示离子注入过程的物理机理,为实际离子注入工艺的优化提供一定的参考。本文主要采用粒子模拟（particle in cell,简称PIC）方法,对介质靶材料等离子体浸没离子注入过程中的鞘层演化规律和靶表面的离子注入特性进行了模拟研究,分析讨论了各种参数对PⅢ过程中鞘层演化和注入特性的影响。本论文的具体安排如下：第一章,介绍了PⅢ技术的特点及其发展应用、PⅢ技术在平板介质靶和圆管介质靶的应用研究现状及意义,综述了对PⅢ过程进行计算机模拟时常用到的模拟方法。第二章,对等离子体模拟中使用的PIC/MCC模拟方法进行了详细的介绍,把PIC/MCC分成PIC和MCC两个部分进行讲述。同时,结合本文要用到的算法,在讨论模型时对一维平板模型和柱坐标下的二维模型都做了相应的推导。第三章,采用二维混合PIC（Hybrid PIC）的方法对介质圆管内表面的PⅢ过程进行了数值模拟,得到了空间鞘层演化的规律,并且对离子注入剂量和注入能量均匀性的进行了讨论。结果显示：在介质圆管内表面PⅢ过程中,随着积累电荷的增多,充电效应越来越明显,导致介质表面的电势降低,注入能量减小；其次,离子注入剂量在介质圆管内表面的分布不均匀,在介质圆管管口附近位置注入剂量明显偏大。当介质圆管内离子完全注入到介质内表面后,由于管口外端离子还会继续注入到管口内表面,随着注入时间的增加,这种不均匀性变得越来越严重。因此,在介质圆管内离子完全注入到内壁前结束一个脉冲周期就变得尤为必要；最后,适当延长金属电极的长度,可以有效的提高介质圆管内表面离子注入剂量和离子注入能量的均匀性。第四章,我们针对混合PIC在处理短脉冲PⅢ中的不足（假设电子满足波尔兹曼分布,从而忽略了电子的运动和效应对离子注入的影响）,采用完全自洽的一维PIC/MCC模型对一维平板介质靶PⅢ过程进行了模拟。该模型完全跟踪电子和离子的运动轨迹,对带电粒子运动过程中与中性气体间的碰撞过程及介质表面的二次电子发射过程进行了全面的考虑；同时讨论了介质厚度和气体压强对注入过程的影响。结果表明,为了获得较好的注入效果,应该尽量采用较薄的介质、短的脉冲上升时间和低的放电气压。
田立成[4]（2010）在《等离子体浸没离子注入空心圆柱形介质管内表面鞘层特性的数值研究》文中认为等离子体浸没离子注入（plasma immersion ion implantation,简称PⅢ）是一种新的离子注入工艺,具有成本低、操作简单、可以处理复杂形状样品等优点,在近年来受到了很多材料工程师和科研学者的青睐,并得到广泛的工业应用,比如材料表面改性、计算机芯片制造流程中的元素掺杂、绝缘体上的硅等。在实际应用中,空心圆柱形介质管内表面的离子注入问题比较复杂,一方面由于介质材料的导电性差导致电荷在表面积累而出现充电效应；另一方面由于放置在等离子体中的空心圆管相对表面的鞘层会随着时间的演化出现重叠,从而导致较低的离子注入剂量和注入能量。为解决上述问题,有必要从理论上深入研究空心圆柱形介质管PⅢ过程中鞘层的演化特性。因为在材料表面形成的鞘层的特性直接影响被加工材料的性能。并且,理论研究的结果可以揭示离子注入过程的物理机理,为实际离子注入工艺的优化提供一定的参考。本文主要采用流体动力学方法,对空心圆柱形介质管的内表面PⅢ过程中鞘层扩展规律进行了数值模拟研究,分析讨论了各种参数对鞘层演化过程的影响。首先,采用一维无碰撞流体动力学方法对圆柱形介质管内表面的PⅢ鞘层演化进行了数值模拟,得到了鞘层演化的规律,并且进一步讨论了各参数对注入效果的影响。结果表明,等离子体浸没离子注入圆柱形介质管内表面过程中,在脉冲持续时间内鞘层向中心电极方向扩展,在脉冲下降沿鞘层塌缩下来。在相同的参数条件下,与金属靶相比,介质靶表面附近的鞘层厚度变薄；在介质表面存在电荷积累引起的充电效应,这降低了介质表面电势和离子注入能量；各种参数对离子注入产生了一定影响,在实际注入工艺中,为了减小充电效应的影响,应尽量采用较薄的介质薄膜,同时适当延长脉冲上升时间和缩短脉冲下降时间。其次,本文采用双离子流体模型分析讨论了不同离子成分比对薄膜介质靶材鞘层演化的影响。结果显示,随着N+离子成分的增加,充电效应会越发明显。在实际的离子注入工艺中,为了抑制充电效应和增加离子注入剂量,应尽可能提高N2+离子的成分。最后,我们研究了施加轴向强磁场时圆柱形介质管内表面PⅢ鞘层时空演化规律,并揭示了轴向磁场的引入对鞘层演化特性的影响。结果表明,轴向磁场的引入,不会改变离子能量,但是会使径向离子能量和角向离子能量发生相互转移。轴向磁场的引入产生了角向离子速度,同时轴向磁场越强,径向离子能量分布高能峰越向低能量区移动。
姜海富[5]（2009）在《细长管内腔空心阴极放电等离子体离子注入/沉积研究》文中研究指明管筒件内表面处理一直是等离子体表面改性领域的难题,特别是内径较细及长径比较大的管件,等离子体难以进入管件内部,因而处理难度较大。针对这个问题,本文提出了一种新的有效的管件内表面处理的方法,空心阴极等离子体源内表面改性法。本文首先研究了空心阴极放电等离子体特性,并对平面工件进行了等离子体处理。同时,通过等离子体粒子模型研究了空心阴极管内注入等离子体动力学行为,在此基础上对管件内表面进行了DLC膜层沉积及等离子体注氮研究。基于空心阴极放电现象,本文研制了复合地电极空心阴极管内表面放电系统,该系统可以在Ф20×500mm规格的细长管内部产生稳定的等离子体,能够实现管件内表面薄膜沉积及氮离子注入。空心阴极放电等离子体特性研究结果表明:在自由状态空心阴极的放电结构下,阴极前端径向电流密度随径向距离的增加逐渐降低,RF功率的增加导致电流密度增加。在管件约束的空心阴极结构下,管内轴向等离子体密度随距阴极前端口距离的增加逐渐降低。随气体流量和气压的增加,等离子体密度先增大后减小。大直径及较短的管件会提高管内轴向等离子体密度的均匀性。采用小内径空心阴极时,管内相同位置等离子体密度最高。相对于管件悬浮的情况,管件接地后,等离子体密度明显提高。屏蔽地电极的加入增加了空心阴极的起辉难度。RF功率相同时,随着屏蔽地电极出口与空心阴极嘴距离的增加,管内相同位置等离子体密度升高;随着屏蔽地电极内径的增大,等离子体密度先增加后降低,且都高于无屏蔽地电极结构。利用空心阴极等离子体源,成功的在直径Ф20mm不锈钢圆片表面沉积了TiN及DLC膜层,并进行了氮离子注入。结果表明:随样品施加偏压的升高,TiN（111）晶向择优生长。薄膜表面呈现岛状结构,粗糙度较低,在样品表面范围内,TiN膜层厚度及晶粒尺寸较为均匀。所有制备的DLC薄膜都具有良好的耐磨性能。-50V偏压处理的DLC薄膜厚度最大,sp3键含量较多,硬度最高。注氮处理后,不锈钢样品的耐腐蚀性能得到了不同程度的提高。15kV注入的样品具有较高的硬度和良好的耐磨性能。针对空心阴极等离子体,利用二维等离子体粒子模型系统研究了管筒内表面离子注入的动力学行为。中心辅助地电极的引入使管件内部建立了径向电场,提高了注入离子的径向速度,有利于取得良好的改性效果。采用较长尺寸的中心地电极及小内径的屏蔽地电极有利于注入离子径向速度的提高。管上施加电压的提高使注入离子的径向速度增加,但注入剂量变化不大。等离子体密度的提高使离子注入的径向速度减小,但注入剂量显着增加。采用复合地电极空心阴极等离子体源实现了内径Ф20mm-Ф40mm,长140mm管件内表面改性,包括DLC薄膜的制备及氮离子注入。定点处理的方式可以获得1-2μm厚的DLC膜层,最大沉积率为65.7nm/min。拉曼光谱显示所有的DLC膜都存在两个宽峰,即1590cm-1附近的G峰及1370cm-1附近的D峰。随着样品偏压及气压的升高,DLC薄膜的厚度都呈现先增大后减小的趋势。4kV及6kV定点处理的样品Id/Ig值较低,耐磨性能较好。而在气压变化的条件下,0.8Pa及1.0Pa处理的样品具有较好的耐磨性能。整管处理时,管件内径越小,处理的时间越长,膜层越厚,耐磨性能越好。XPS分析结果表明不锈钢样品表面形成了FeN及CrN等金属氮化物,且样品表面的氮浓度较高。随着RF功率、管件内径、电压以及频率的增加,注氮处理样品的耐磨性能增强。所有注氮样品的耐腐蚀性能均得到了提高。
吴雪飞[6]（2009）在《等离子体源离子注入过程中离子动力学演化数值模拟》文中研究表明等离子体源离子注入（Plasma Source Ion Implantation,简称PSII）是一项非视线性低温等离子体材料表面的改进新技术。这项技术一经提出,就引起了国际上的普遍关注。在这项技术的实际应用过程中,等离子体鞘层的时空演化过程以及真空中气压参数的影响对等离子体与材料表面的相互作用有着非常重要的意义。本文首先利用两维PIC（particle in cell）模型,通过鞘层中电势分布的泊松方程,考察了等离子鞘层中随时间变化的电势分布和离子密度分布规律,离子在鞘层中的运动轨迹和运动状态;得到了半圆容器内、外表面和边缘平面上各点离子注入剂量分布和工件表面各点注入离子的入射角分布。结果表明:由于电场的聚焦效应,容器内表面的离子注入剂量总是低于外表面的离子注入剂量,内表面的离子注入剂量随着鞘层演化增加缓慢,内、外表面注入剂量差异随时间逐渐增大,这样就导致了离子注入剂量非常不均匀。本文再次利用Monte Carlo计算机模拟技术,考察了有共心附加零电位电极时半圆容器内底中央部位Ar+注入能量和角度分布及真空气体压强的影响。在考虑到离子在穿越鞘层的过程中会与中性粒子发生碰撞（电荷交换碰撞和弹性碰撞）通过在不同半径的鞘层边界上随机抽取与半径成正比的离子数量,计算了注入到工件内表面上的所有离子的注入能量和入射角度的分布。随着中性气体压强的增加,离子在穿越鞘层的过程中与中性粒子经历比较频繁的碰撞。碰撞一方面使离子失去能量,另一方面也使离子改变运动方向,导致注入到工件表面低能离子和小角度入射的离子增多。综上所述,在等离子体源离子注入过程中,半圆形容器由于表面形状弯曲,在附加脉冲电压的影响下,电场会出现聚焦效应,导致了等离子体鞘层形状的变化,鞘层的扩展速度也受到了影响。基于上述原因,离子注入到半圆形容器的表面上时,离子注入剂量出现不均匀的现象。这为优化等离子体源离子注入技术提供了理论支持。
李杜[7]（2009）在《环状样品等离子体源离子注入过程两维Particle-in-Cell计算机模拟》文中研究表明近年来,等离子体源离子注入（PSII）在改善材料表面性能方面得到了广泛应用。该技术是把待加工的样品直接放在等离子体中,当样品上施加一个负偏压脉冲后,电子被电场迅速驱逐并远离样品表面,而离子几乎保持静止,从而在样品表面附近形成了一个离子鞘层。在鞘层中电场的作用下,离子被源源不断地加速注入到样品表面,从而达到改善材料表面性能的目的。在这一技术中,等离子体鞘层的时空演化对材料表面改性有着非常重要的影响。本文利用两维Particle-in-Cell模型,研究了在高压脉冲作用下,环形样品各表面的等离子体源离子注入过程中离子的动力学行为。利用泊松方程、离子运动方程和电子Boltzmann分布,考察了等离子体鞘层中电势分布、鞘层边界演化、离子密度分布、离子运动状态矢量分布和离子注入剂量分布的时空演化规律。Particle-in-Cell模型能够实现对注入离子的有效跟踪,反映离子在空间场中的运动情况,完备地描述鞘层演化规律和离子的动力学行为。随着鞘层的演化,电场会出现“聚焦”现象,导致离子在飞行过程中会彼此穿越,造成样品边缘附近离子注入剂量的极度不均匀,即在样品边缘附近出现三个注入剂量高峰。这一分析方法对实际等离子体源离子注入应用具有重要的指导作用。
刘鹤[8]（2009）在《等离子体源离子注入中的栅网阴影效应的离子动力学PIC模拟》文中提出等离子体源注入技术是利用等离子体为离子源进行材料表面处理和改性的新兴技术。对于很多以前依靠传统合金技术不能解决的难题,等离子源注入技术都可以很好的解决。直流等离子体源离子注入（直流PIII）技术和栅极增强型等离子体源离子注入技术在半导体工艺和材料表面改性中十分重要。而在这些工艺中,离子注入均匀性是至关重要的。实验结果表明,辅助栅网网格的阴影效应产生的网格状花纹是造成离子表面离子注入不均匀的重要原因。本文建立了一种PIC模型研究了直流等离子体源离子注入和栅极增强型等离子体源离子注入。在这个模型中,等离子在离子产生区生成,加速穿过离子加速区的接地栅网,然后加速注入到平面工件的表面。我们特别研究了影响电压对于离子运动轨迹和运动状态以及注入到工件表面的离子通量密度分布的影响。我们发现在等离子区域中靠近圆孔的部分的电势并不是等离子体电势而是受注入工件上的电压影响——等离子鞘层随着弯曲的等位线通过圆孔扩展到等离子体区域的内部,并且扩展的程度与工件上的电压有关。离子被鞘层中的加速电场加速,以束流的形式注入到工件表面,而束流分布的情况与作用电压有着十分密切的关系。模拟实验的结果显示了栅网阴影效应的离子动力学形成机制,这与观察实验的结果相符。
刘成森,王德真,刘天伟,王艳辉[9]（2008）在《半圆形容器等离子体源离子注入过程中离子动力学的两维PIC计算机模拟》文中研究指明利用两维particle-in-cell方法研究了半圆形容器表面等离子体源离子注入过程中鞘层的时空演化规律.详尽考察了鞘层内随时间变化的电势分布和离子密度分布规律,离子在鞘层中的运动轨迹和运动状态,得到了半圆容器内、外表面和边缘平面上各点离子注入剂量分布规律,获得了工件表面各点注入离子的入射角分布规律.研究结果揭示了半圆容器边缘附近鞘层中离子聚焦现象,以及离子聚焦现象导致工件表面注入剂量分布和注入角度分布存在很大不均匀的基本物理规律.
刘成森,李晓红,王德真,刘天伟[10]（2008）在《球心处有附加电极的半圆形容器等离子体源离子注入过程中鞘层的时空演化》文中研究说明本文利用两维流体模型研究了半圆形容器在放置共心零电位附加电极情况下,等离子体源离子注入的离子鞘层时空演化动力学过程。考察了鞘层内随时间变化的电势分布和离子密度分布,计算了容器内外表面的离子束流密度分布和注入剂量分布随时间的变化规律。研究结果显示,容器内表面附近鞘层扩展到附加电极后,其中的离子逐渐都注入到容器内表面、电场分布逐渐趋于稳定。同时,在容器内表面上,离子注入剂量不再增加。
二、空心圆管端点附近等离子体源离子注入过程中鞘层的时空演化（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、空心圆管端点附近等离子体源离子注入过程中鞘层的时空演化（论文提纲范文）
（1）等离子体源离子注入鞘层动力学行为的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 等离子体概述 |
| 1.1.1 对等离子体的初步认识 |
| 1.1.2 实验室中的人造等离子体 |
| 1.1.3 冷等离子体的应用 |
| 1.2 等离子体源离子注入技术的研究进展 |
| 1.2.1 等离子体源离子注入技术的优点 |
| 1.2.2 等离子体源离子注入技术的应用原理 |
| 1.2.3 等离子体源离子注入技术的四种模拟方法 |
| 1.2.4 等离子体源离子注入技术的研究现状 |
| 1.2.5 等离子体源离子注入技术的扩展性研究 |
| 1.3 本论文的研究内容的安排 |
| 2 PSII绝缘性圆管内表面的鞘层动力学模型 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.2 理论模型 |
| 2.2.1 绝缘性圆管内表面的有效电势 |
| 2.2.2 绝缘性圆管的流体动力学模型 |
| 2.2.3 方程组的无量纲化与求解 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 单粒子条件下的PET圆管内表面鞘层的时空演化特性 |
| 3.1 碰撞效应对PET圆管内部的鞘层时空演化特性的影响 |
| 3.1.1 碰撞效应对PET圆管内的鞘层扩展的影响 |
| 3.1.2 碰撞效应对PET圆管内表面的注入相关参数的影响 |
| 3.2 外界参数对PET圆管内表面鞘层随时间演化的影响 |
| 3.2.1 改变脉冲负偏压幅值 |
| 3.2.2 改变气压 |
| 3.2.3 改变介质薄膜厚度 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 离子成分比对PET圆管内表面鞘层随时间演化的影响 |
| 4.1 考虑两种注入离子的理论模型 |
| 4.1.1 双离子注入PET圆管内表面处的有效电势 |
| 4.1.2 双离子注入PET圆管内表面的流体动力学模型 |
| 4.2 离子成分比对PET圆管内表面鞘层随时间演化的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）等离子体基低能离子注入内表面鞘层特性的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 等离子体基低能离子注入(PBLEⅡ)原理和技术 |
| 1.1.1 等离子体基离子注入(PBⅡ) |
| 1.1.2 PBLEⅡ研究现状 |
| 1.2 内表面改性 |
| 1.2.1 内表面薄膜沉积 |
| 1.2.2 PBⅡ内表面改性 |
| 1.3 PBⅡ鞘层特性 |
| 1.3.1 PBⅡ鞘层扩展及理论研究方法 |
| 1.3.2 PBⅡ圆管内表面鞘层特性 |
| 1.3.3 PBⅡ脉冲鞘层特性 |
| 1.4 本文研究目的和研究内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 PBLEⅡ圆管内表面改性装置及其鞘层演化规律 |
| 2.1 PBLEⅡ圆管内表面改性 |
| 2.1.1 线性ECR微波等离子体源 |
| 2.1.2 PBLEⅡ圆管内表面改性装置 |
| 2.2 圆管内磁化鞘层演化研究 |
| 2.2.1 磁化鞘层一维碰撞流体模型 |
| 2.2.2 工艺参数、边界条件和初始条件 |
| 2.2.3 模拟计算结果 |
| 2.3 圆管端磁化鞘层演化研究 |
| 2.3.1 磁化鞘层二维碰撞流体模型 |
| 2.3.2 边界条件和初始条件 |
| 2.3.3 模拟计算结果 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 PBLEⅡ圆管内表面改性均匀性 |
| 2.4.2 磁场在PBLEⅡ圆管内表面改性中的作用 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 PBLEⅡ圆管内表面的工艺参数优化计算 |
| 3.1 工艺参数、模型及相关条件 |
| 3.2 PBLEⅡ圆管内表面工艺参数优化关系 |
| 3.2.1 圆管临界半径 |
| 3.2.2 圆管临界半径的影响因素 |
| 3.3 讨论 |
| 3.3.1 与PBⅡ圆管内表面工艺参数的比较 |
| 3.3.2 PBLEⅡ圆管内表面改性技术的特点 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 PBLEⅡ圆管内表面脉冲鞘层特性 |
| 4.1 等离子体低压非稳态扩散流体模型 |
| 4.2 PBLEⅡ圆管内表面脉冲鞘层演化及等离子体回复规律 |
| 4.2.1 模型及相关条件 |
| 4.2.2 PBLEⅡ圆管内表面等离子体非稳态扩散行为 |
| 4.2.3 脉冲负偏压占空比与离子注入剂量和能量的关系 |
| 4.3 讨论 |
| 4.3.1 稳态和非稳态扩散分析中的惯性项及扩散的影响因素 |
| 4.3.2 低压非稳态扩散流体模型准确性验证及优势 |
| 4.3.3 等离子体扩散在PBLEⅡ圆管内表面改性中的作用 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）等离子体浸没离子注入介质靶鞘层特性的粒子模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 等离子体浸没离子注入技术及其发展应用 |
| 1.1.1 等离子体浸没离子注入技术 |
| 1.1.2 等离子体浸没离子注入技术的发展及应用 |
| 1.2 PⅢ技术在平板介质靶和管状材料内表面的研究现状 |
| 1.2.1 平板介质靶的PⅢ研究现状 |
| 1.2.2 管状材料内表面的PⅢ研究现状 |
| 1.3 PⅢ鞘层演化的研究方法 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 等离子体模拟的PIC/MCC模型介绍 |
| 2.1 粒子模拟方法概述 |
| 2.2 PIC方法 |
| 2.2.1 模拟初始化 |
| 2.2.2 电荷密度和场的权重分配方法 |
| 2.2.3 泊松方程 |
| 2.2.4 粒子推动 |
| 2.2.5 PIC模型的稳定性条件 |
| 2.3 MCC模型 |
| 2.3.1 伪碰撞法 |
| 2.3.2 碰撞后粒子速度的确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 介质圆管内表面等离子体浸没离子注入的二维混合PIC模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型的建立 |
| 3.3 模拟结果及讨论 |
| 3.3.1 鞘层演化及离子注入特性 |
| 3.3.2 注入剂量和注入能量均匀性 |
| 3.3.3 介质厚度对PⅢ注入过程的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 介质材料表面等离子体浸没离子注入的一维PIC/MCC模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型的建立 |
| 4.3 模拟结果及讨论 |
| 4.3.1 等离子体浸没离子注入特性 |
| 4.3.2 介质厚度对PⅢ注入过程的影响 |
| 4.3.3 气压对PⅢ过程的影响 |
| 4.3.4 注入到介质靶表面的离子能量分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）等离子体浸没离子注入空心圆柱形介质管内表面鞘层特性的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 等离子体浸没离子注入技术及应用 |
| 1.1.1 等离子体浸没离子注入技术 |
| 1.1.2 等离子体浸没离子注入技术的应用 |
| 1.2 等离子体浸没离子注入技术离子鞘层扩展动力学方法 |
| 1.2.1 解析方法 |
| 1.2.2 流体动力学方法 |
| 1.2.3 Monte Carlo方法 |
| 1.2.4 PIC(particle in cell)方法 |
| 1.3 等离子体浸没离子注入技术在介质靶及管状内表面改性方面的研究现状 |
| 1.3.1 等离子体浸没离子注入介质靶材的研究现状 |
| 1.3.2 等离子体浸没离子注入管状材料内表面的研究现状 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 2 等离子体浸没离子注入圆柱形介质管内表面鞘层演化特性研究 |
| 2.1 理论模型 |
| 2.2 PⅢ过程流体力学数值模拟求解方法 |
| 2.3 模拟结果及讨论 |
| 2.3.1 PⅢ鞘层的时空演化特性 |
| 2.3.2 PET薄膜介质厚度对PⅢ鞘层演化特性的影响 |
| 2.3.3 脉冲上升沿对PⅢ鞘层演化特性的影响 |
| 2.3.4 脉冲下降沿对PⅢ鞘层演化特性的影响 |
| 2.4 小结 |
| 3 离子成分比对等离子体浸没离子注入圆柱形介质管内表面鞘层演化特性的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型 |
| 3.3 模拟结果及讨论 |
| 3.4 小结 |
| 4 强磁场对等离子体浸没离子注入圆柱形介质管内表面鞘层演化特性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型 |
| 4.3 模拟结果及讨论 |
| 4.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）细长管内腔空心阴极放电等离子体离子注入/沉积研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 管筒件内表面处理研究现状 |
| 1.2.1 电镀 |
| 1.2.2 激光强化处理 |
| 1.2.3 等离子体表面改性 |
| 1.3 空心阴极放电效应 |
| 1.3.1 空心阴极效应 |
| 1.3.2 电子钟摆理论 |
| 1.3.3 空心阴极放电区域的分布 |
| 1.4 管筒内表面等离子体动力学行为数值仿真 |
| 1.4.1 鞘层扩展动力学计算方法 |
| 1.4.2 管内离子注入数值仿真研究现状 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第2章 试验材料和方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 实验设备及原理 |
| 2.3 等离子体密度测量 |
| 2.3.1 等离子体密度测量原理 |
| 2.3.2 等离子体密度测量实验参数 |
| 2.4 平面工件空心阴极放电等离子体改性工艺实验 |
| 2.5 管筒内壁空心阴极放电处理工艺实验 |
| 2.6 分析方法 |
| 2.6.1 X 射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 2.6.2 拉曼光谱(Raman)分析 |
| 2.6.3 扫描电镜(SEM)分析 |
| 2.6.4 光学显微镜分析 |
| 2.6.5 原子力显微镜(AFM)分析 |
| 2.6.6 显微硬度分析 |
| 2.6.7 摩擦磨损测试 |
| 2.6.8 腐蚀测试 |
| 第3章 空心阴极放电等离子体特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 自由状态空心阴极放电等离子体特性 |
| 3.3 管件约束空心阴极放电等离子体特性 |
| 3.4 屏蔽地电极对空心阴极放电的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 平面工件空心阴极等离子体注入/沉积研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 平面工件膜层结构及性能研究 |
| 4.2.1 TiN 结构及性能研究 |
| 4.2.2 TiN 膜层均匀性研究 |
| 4.2.3 DLC 膜层结构及性能研究 |
| 4.3 平面工件氮离子注入研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 管筒内表面离子注入PIC 数值模拟 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 空心阴极内表面离子注入PIC 模型的建立 |
| 5.3 空心阴极装置的优化 |
| 5.3.1 屏蔽地电极空心阴极结构 |
| 5.3.2 复合地电极空心阴极结构 |
| 5.3.3 中心辅助地电极长度的影响 |
| 5.3.4 屏蔽地电极内径的影响 |
| 5.4 试验参数对等离子体行为的影响 |
| 5.4.1 电压的变化 |
| 5.4.2 等离子体密度的变化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 管筒内壁空心阴极等离子体注入/沉积研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 DLC 薄膜注入/沉积对表面性能的影响及其性能表征 |
| 6.2.1 管内定点DLC 薄膜沉积及其性能表征 |
| 6.2.2 整管DLC 薄膜沉积及性能表征 |
| 6.3 N 离子注入对表面性能的影响及其性能表征 |
| 6.3.1 管内不同位置表面成分分析 |
| 6.3.2 管内中心位置摩擦学性能分析 |
| 6.3.3 管内中心位置的腐蚀性能分析 |
| 6.3.4 管内不同位置腐蚀性能分析 |
| 6.4 0.5m 长管等离子改性研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）等离子体源离子注入过程中离子动力学演化数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 等离子体基本理论概述 |
| 1.2 离子注入技术 |
| 1.2.1 一般束线离子注入 |
| 1.2.2 等离子体源离子注入技术简介 |
| 1.3 等离子体源离子注入技术的发展 |
| 1.4 本文工作简介 |
| 第二章 等离子体源离子注入过程中鞘层演化的研究方法 |
| 2.1 PSII鞘层时空演化的物理描述 |
| 2.2 等离子体源离子注入过程中鞘层演化的研究方法 |
| 2.2.1 解析法 |
| 2.2.2 流体动力学法 |
| 2.2.3 Monte Carlo方法 |
| 2.2.4 PIC方法 |
| 2.3 PSII过程中流体动力学计算方法 |
| 第三章 等离子体源离子注入半圆形容器过程中离子动力学数值模拟 |
| 3.1 模型过程简介 |
| 3.2 模型模拟过程 |
| 3.3 PIC计算机模拟结果 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 等离子体源离子注入半圆形容器离子能量和角度分布 |
| 4.1 模型的建立和假设 |
| 4.2 Monte Carlo计算机模拟 |
| 4.2.1 电场的分布 |
| 4.2.2 计算机模拟过程 |
| 4.3 Monte Carlo计算机模拟结果 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）环状样品等离子体源离子注入过程两维Particle-in-Cell计算机模拟（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 序言 |
| 1.1 等离子体基础理论 |
| 1.2 等离子体源离子注入技术 |
| 1.3 国内外关于 PSII 的研究进展 |
| 1.4 本文的研究内容及意义 |
| 第二章 PSII 过程中鞘层演化的计算方法 |
| 2.1 解析方法 |
| 2.2 流体动力学方法 |
| 2.3 蒙特·卡罗（Monte carlo）方法 |
| 2.4 Particle-in-Cell(PIC)方法 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 环形样品 PSII 过程中鞘层的数值模拟 |
| 3.1 计算机模型 |
| 3.2 计算方法 |
| 第四章 计算机模拟结果及讨论 |
| 4.1 鞘层中电势等位线的演化 |
| 4.2 鞘层边界的演化 |
| 4.3 鞘层中离子密度的分布 |
| 4.4 鞘层中离子运动的状态 |
| 4.5 离子注入剂量的分布 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）等离子体源离子注入中的栅网阴影效应的离子动力学PIC模拟（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 等离子体理论概要 |
| 1.2 等离子体的注入技术 |
| 1.2.1 离子注入技术发展概述 |
| 1.2.2 等离子体源离子注入 |
| 1.2.3 直流和栅极增强型等离子体源离子注入 |
| 1.3 本文完成的工作 |
| 第二章 等离子体源离子注入过程中鞘层演化情况的研究 |
| 2.1 鞘层演化的基本过程概述 |
| 2.2 等离子体鞘层演化的主要研究方法和基本模型 |
| 2.2.1 鞘层演化的解析模拟法 |
| 2.2.2 Monte Carlo 方法 |
| 2.2.3 PIC(Particle in cell)方法 |
| 第三章 直流等离子体源离子注入栅网阴影效应的模型和研究 |
| 3.1 研究模型 |
| 3.2 计算方法 |
| 第四章 模拟的结果和相关讨论 |
| 4.1 模拟区的电位分布 |
| 4.2 离子的速度分布 |
| 4.3 注入离子的通量分布 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 等离子体源离子注入栅网的阴影效应其他模型的研究 |
| 5.1 模型及模拟过程 |
| 5.2 模拟结果和讨论 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）半圆形容器等离子体源离子注入过程中离子动力学的两维PIC计算机模拟（论文提纲范文）
| 1.引言 |
| 2.模型及模拟过程 |
| 3.结果及讨论 |
| 4.结 论 |
（10）球心处有附加电极的半圆形容器等离子体源离子注入过程中鞘层的时空演化（论文提纲范文）
| 1 等离子体鞘层模型 |
| 2 模拟结果 |
| 3 结论 |
四、空心圆管端点附近等离子体源离子注入过程中鞘层的时空演化（论文参考文献）
- [1]等离子体源离子注入鞘层动力学行为的数值模拟研究[D]. 吕金. 大连理工大学, 2019(02)
- [2]等离子体基低能离子注入内表面鞘层特性的数值研究[D]. 李义. 大连理工大学, 2013(08)
- [3]等离子体浸没离子注入介质靶鞘层特性的粒子模拟研究[D]. 李运虎. 大连理工大学, 2012(10)
- [4]等离子体浸没离子注入空心圆柱形介质管内表面鞘层特性的数值研究[D]. 田立成. 大连理工大学, 2010(10)
- [5]细长管内腔空心阴极放电等离子体离子注入/沉积研究[D]. 姜海富. 哈尔滨工业大学, 2009(05)
- [6]等离子体源离子注入过程中离子动力学演化数值模拟[D]. 吴雪飞. 辽宁师范大学, 2009(S1)
- [7]环状样品等离子体源离子注入过程两维Particle-in-Cell计算机模拟[D]. 李杜. 辽宁师范大学, 2009(S2)
- [8]等离子体源离子注入中的栅网阴影效应的离子动力学PIC模拟[D]. 刘鹤. 辽宁师范大学, 2009(S2)
- [9]半圆形容器等离子体源离子注入过程中离子动力学的两维PIC计算机模拟[J]. 刘成森,王德真,刘天伟,王艳辉. 物理学报, 2008(10)
- [10]球心处有附加电极的半圆形容器等离子体源离子注入过程中鞘层的时空演化[J]. 刘成森,李晓红,王德真,刘天伟. 真空科学与技术学报, 2008(05)