By this author

Modeling of Damage along the Tracks of Swift Heavy Ions in Polyethylene

Issue number 4 from 20.12.2024

Представлены результаты моделирования образования на атомарном уровне повреждений вдоль всей траектории быстрых тяжелых ионов, тормозящих в режиме электронных потерь энергии в полиэтилене. Аналитические модели могли бы значительно улучшить понимание формирования треков в полимерах, но имеют своим главным недостатком низкий уровень детализации. В настоящей работе эта проблема решена с использованием мультимасштабной гибридной численной модели: методом Монте-Карло с помощью программы TREKIS описано возбуждение электронной системы материала; молекулярно-динамическое моделирование отклика атомной системы на внесенное налетающим ионом возмущение, реализованное в программе LAMMPS, позволило отслеживать повреждение вплоть до времен полного остывания трека. Детальное описание кинетики взаимодействующих электронной и атомной систем материала позволило продемонстрировать пространственное разделение положений максимумов повреждений и максимумов выделения энергии на траектории иона в полиэтилене на, по меньшей мере, 10 мкм. Различия обусловлены зависимостью начальных спектров электронов, генерируемых вблизи траектории иона, от энергии иона. Продемонстрированные эффекты должны проявляться в любых полимерах и могут иметь решающее значение для эффективной работы облучаемых быстрыми тяжелыми ионами устройств и детекторов, содержащих тонкие полимерные пленки.

53 0