极端条件下高能重离子与材料相互作用的微观机理研究

本项目从高能重离子与固体相互作用这一国际前沿课题出发，引入压力作为辐照改性研究的另一个参数，借助先进的加速器设备，用高能重离子辐照处于超高压条件下的固体材料。由于离子在极短时间和很小体积内沉积巨大能量，在固体中产生非平衡态，高压状态下的驰豫导致物质微观结构和性质发生异常变化，如出现高压相态等。为此固体被放置于能够产生高压的金刚石压腔中，重离子穿过压砧将最大能量损失在样品中。利用拉曼谱仪、扫描探针显微镜等多种测量手段，揭示高压条件下离子潜径迹的微观特征及新相态的形成机制，探索高能重离子与处于极端条件下物质相互作用的规律。通过实验定量获得压力及电子能损对微观结构变化的影响，提高对固体中发生相变机理的认识，更深入地掌握一些研究领域的基本过程，如材料科学、核废料处理、地质科学和地质年代学。实验结果将推动相对论重离子引起超高压下材料的改性效应研究，为实验室开展高能量密度条件下凝聚态物理研究奠定基础。