İki farklı iyon demeti karışımıyla hedefleri bombalayacak şekilde iyon kaynağını geliştirerek bu iyonların hedeflerin çekirdek ve atomlarıyla etkileşmelerinin incelenmesi

MEVVA-5 iyon implantasyon sistemi ile sadece metal iyonları üretilebilmektedir. Metal iyon demeti ile birlikte gaz iyon demeti de oluşturacak şekilde iyon kaynağı sistemi geliştirilmiştir. Bu iyonlar boşalma bölgesinde gaz basıncının artırılması ve bu bölgeye manyetik bobin yerleştirilmesiyle elde edilmiştir. Geliştirilen sistemde boşalma bölgesinde metal ve gaz karışımı kullanılarak metal+gaz iyon demetleri elde edilmiştir. Böylece iyon kaynağı tarafından üretilen iyonların yük durumu uygulanan potansiyellerde bir artırma yapılmadan, yani iyon üretecin boyutu ve elektrik gücünde tasarruf sağlayarak, iyon demetlerinin şiddeti ve akımı artırılmıştır. Burada N+, N2++ Ti+,Ti2+ ve ayrıca N+, N2++ Zr+, Zr2+ iyon demetleri elde edilmiştir. Manyetik alan uygulanmasıyla ve manyetik alan uygulanmamasıyla bu iyonların puls uzunluğu, iyon akımı ve iyon akım yoğunluğundaki değişme, hızlandırma voltajı ve iyon akımı frekansındaki değişmeye göre incelenmiştir. Yüksek dozdaki iyonlarla hedefin bombalanması süresince hedef içerisine giren iyonların iyon konsantrasyonu kademeli olarak artmaktadır. Yüksek iyon akısıyla hedeflerin bombalanmasında Firsov Lindhard-Schrafft ve ZBL'nin enerji ayırma gücü bağıntıları iyileştirilmiştir. Yüksek doz rejiminde implantasyon devam ettikçe hedefin, ilk değerinden daha fazla olmak üzere, nükleer ve elektronik durdurma gücünde sürekli bir artış olduğu, iyileştirilmiş ZBL modeli ile doğrulanmıştır. 130 keV lik 1x1017-4x1017 iyon/cm2 dozları arasında Zr iyonlarıyla 316L ve Be hedefleri bombalanmıştır. Deneysel ve teorik toplam durdurma gücü değerleri karşılaştırıldığında, bu değerler arasındaki farkın %6 civarında olduğu gösterilmiştir. Parlatılmış 316L, numunenin yapısal ve mekanik özellikleri üzerine iyonların etkisini araştırmak için, Ti+N, Zr ve N iyonlarıyla bombalanmıştır. Ölçümler; N implantasyonundan sonra sürtünme katsayısında yaklaşık 1.66 civarında azalma, sertlik değerinde 5.6 kat artış ve aşınmada yaklaşık 1/8 azalma, Zr implantasyonundan sonra sürtünme katsayısında yaklaşık 1.35 civarında azalma, sertlik değerinde 4.4 kat artış ve aşınmada yaklaşık 1/8 azalma, Ti+N implantasyonundan sonra sürtünme katsayısında yaklaşık 1.52 civarında azalma, sertlik değerinde 7 kat artış ve aşınmada yaklaşık 1/10 azalma olduğunu göstermiştir. İyonların enerji kaybı ve derinliğe göre konsantrasyonlarının dağılımları deneysel olarak Rutherford geri saçılma spektrometresiyle (RBS) ve teorik olarak TRIM bilgisayar programı ile çalışılmıştır.Parlatılmış Ti halita, numunenin yapısal ve mekanik özellikleri üzerine iyonların etkisini araştırmak için, Ti+N ve W iyonlarıyla bombalanmıştır. Ölçümler; W implantasyonundan sonra sürtünme katsayısında yaklaşık 1.06 civarında azalma, sertlik değerinde 2.8 kat artış ve aşınmada yaklaşık 1/13 azalma, Ti+N implantasyonundan sonra sürtünme katsayısında yaklaşık 1.25 civarında azalma, sertlik değerinde 5.9 kat artış ve aşınmada yaklaşık 1/14 azalma olduğunu göstermiştir. İyonların enerji kaybı ve derinlik dağılımları deneysel olarak RBS ve teorik olarak TRIM ile çalışılmıştır