Az anyagtudomány elméletileg és kísérletileg
is régóta tanulmányozott területe a
felgyorsított ionok anyagokban történő
mozgása és lefékeződése. Az
ilyen típusú ion-szilárdtest kölcsönhatások
ismerete alapvető fontossággal bír többek
között a nukleáris fizikában ugyanúgy,
mint a modern elektronikai iparban. A probléma elméleti
oldalról történő megközelítése
olyan ismert fizikusok nevéhez fűződik, mint
például Bohr, Bethe, Bloch, vagy napjainkban Ziegler,
Biersack és munkatársaik. Gyakorlati szempontból
az a kérdés vetődik fel, hogy a több
10-100 KeV-re felgyorsított és valamely céltárgyra
irányított ionok hogyan adják le energiájukat
a szilárdtestekben, mi lesz azok elrendeződése
az anyag belsejében, azt követően, hogy lefékeződnek
és megállnak. További részletes tanulmányozás
tárgyát képezi az atomok elektromos gerjesztésének
és ionizációjának mértéke,
az ütközések okozta rácshibák feltérképezése,
vagy az anyagban való áthaladás során
keltett fononok átlagos számának és
energiájának meghatározása. A kérdés
lényegében visszavezethető töltött
részecskék egymáson történő
szóródásának a leírására,
figyelembe véve azt a sajátos közeget, amit
az atomos anyagszerkezet, valamint az abban jelenlévő
elektronplazma jelent. Az elmúlt évtizedek anyagtudományi
kutatásai révén ezek az összetett tényezők
ma már az eseményeket jó megközelítéssel
leíró matematikai formulákban öltenek
testet. Az utóbbi időkben a számítógépek
teljesítményének növekedése révén
az ilyen jellegű folyamatok kielégítő
pontossággal előre számíthatókká
és tanulmányozhatókká váltak.
Ezeket az ion-szilárdtest kölcsönhatást
modellező szimulációs programokat hagyományosan
TRIM (Transzport of Ions in Matter) szimulátoroknak nevezzük,
követve Ziegler és Biersack első ilyen programjának
elnevezését, amelynek általuk folyamatosan
továbbfejlesztett változata ma is egyik meghatározó
eszköze az ion implantációval foglalkozó
anyagtudósoknak. Ezzel és más hasonló
programokkal szemben is azonban még számos szakmai
és technikai jellegű kivánalom merül
fel. Ez motiválta a fenti szerzőket arra, hogy egy
hazai, korszerű, könnyen fejleszthető, az ion-szilárdtest
kölcsönhatások vizsgálatára alkalmas
szimulátort hozzanak létre.
A UNIX alapú gépekre, XWINDOWS platformon kifejlesztett
program az MTA MFA és RMKI intézeteiben folyó
ion implantációs szilárdtestfizikai kutatásokhoz
nyújt számítógépes támogatást.
Általa nyomonkövethető és elemezhető
a belőtt ionok útja egy maximum 3 rétegű,
egyenként 7 komponensű amorf anyagban. Igy felhasználható
például az okozott ionizáció, az elszenvedett
energiaveszteség, a keltett vakanciák és
a végső, térbeli eloszlás meghatározására.
Korszerű, ablakos, menüs felhasználói
felülete biztosítja az események áttekinthető,
grafikus megjelenítését, illetve tiltását,
opcionális lehetőséget nyújt a kaszkád
jellegű folyamatok, azaz a másodlagosan keltett ionok
által okozott újabb ütközések és
azok következményeinek a számításokban
való figyelembe vételére, vagy kihagyására.
A tanulmányozni kívánt folyamatok kezdeti
feltételei, elsődleges energia, anyagössztétel,
stb., menüpaneleken keresztül változtathatóak,
a szimuláció ennek megfelelően bármikor
leállítható illetve újraindítható.
A számítások végeredményei
továbbfeldolgozásra alkalmas szöveges file-ba
kerülnek kiírásra. A program moduláris
szerkezete lehetővé teszi a folyamatosan felmerülő
igények, újabb funkciók beépítését,
könnyü megvalósíthatóságát.
Az XWINDOS operációs rendszer alatt történt
fejlesztés pedig lehetőséget nyújt
a szimulátor hálózaton keresztül, távoli
gépekről történő futtatására,
akár több, egyidejű felhasználó
esetén is.