Исследование механизма разрушения поверхностей монокристаллов при ионной бомбардировке под скользящими углами

• Автор: Флёров, Владимир Борисович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 c. : ил

ГЛАВА I. РАСПЫЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИОННОЙ БОМБАРДИРОВКИ

§1.1 Основные закономерности распыления

поликристаллических мишеней

§1.2 Основные закономерности распыления

монокристаллов

§1.3 Теоретическое описание распыления поликристаллических и аморфных твердых тел

§1.4 Теоретическое описаеие распыления

| АЧ

монокристаллов... .|

§1.5 Численное моделирование процессов взаимодействия ускоренных частиц с веществом

при помощи ЭВМ

§1.6 Взаимодействие ускоренных частиц с поверхностями
твердых тел при скользящих углах падения
Постановка задачи.
ГЛАВА II. ОПИСАНИЕ АППАРАТУРЫ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ §2.1 Требования, предъявляемые к экспериментальным
установкам
§2.2 Масс-монохроматор
§2.3 Камера столкновений и анализатор заряженных
частиц в экспериментах по отражению ионов
§2.4 Камера столкновений в экспериментах
по распылению
§2.5 Подготовка мишеней к эксперименту
§2.6 Измерение коэффициента распыления, регистрация направлений преимущественного выхода рас-
*— 3 “
пыленных частиц
§2.7 Измерение интенсивности ионно-фотонной
эмиссии распыленных атомов
ГЛАВАШ. ИССЛЕДОВАНИЕ ОТРАЖЕНИЯ ИОНОВ ОТ МОНОКРИСТАЛЛОВ ПРИ СКОЛЬЗЯЩЕМ ПАДЕНИИ
§3.1 Закономерности отражения ионов от грани (001). Угловые зависимости интенсивности
отраженных ионов
§3.2 Закономерности отражения ионов от грани (ОН). Угловые зависимости интенсивности
отраженных ионов
§3.3 Исследование энергетических распределений ионов при малоугловом отражении от поверхности
монокристаллов
§3.4 Обсуждение результатов
ГЛАВА1У. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПЫЛЕНИЯ ПРИ БОМБАРДИРОВКЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ ПОД СКОЛЬЗЯЩИМИ УГЛАМИ
§4.1 Исследование угловой зависимости коэффициента
распыления грани (001) монокристалла меди
§4.2 Исследование угловой зависимости коэффициента
распыления грани (ОН) монокристалла меди
§4.3 Исследование пространственных распределений
распыленных частиц
§4.4 Исследование угловых зависимостей интенсивности
фотонной эмиссии распыленных атомов
§4.5 Обсуждение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Изучению процессов взаимодействия ускоренных атомных частиц с поверхностью твердого тела в настоящее время уделяется большое внимание. Успешное развитие ряда современных отраслей науки и техники в значительной степени обусловлено достижениями в этой области физических исследований. Поскольку материалы взаимодействуют с внешней средой через поверхность, то именно поверхностные слои в большинстве случаев определяют поведение всего материала, его эксплуатационные характеристики.
Изучение явлений, происходящих при столкновениях ускоренных частиц с твердыми телами представляет интерес с научной точки зрения, поскольку позволяет глубже понять процессы, протекающие на поверхности, а также в объеме твердых тел. Успехи этого раздела физики определяют возможность успешного развития прикладных исследований по разработке новых материалов, созданию новых машин и механизмов, важнейших технологических процессов. Увеличение прочности металлических изделий, их коррозийной стойкости, разработка новых эффективных покрытий и физических методов обработки поверхности, повышение надежности микроэлектронных схем, ионнолучевое легирование полупроводников и ионное упрочнение металлов уже нашли широкое применение в промышленности. Знание закономерностей взаимодействия ускоренных атомных частиц с твердым телом необходимо при конструировании ядерных реакторов, установок для управляемого термоядерного синтеза, космической техники.
Физические принципы взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела лежат в основе современных методов корпускулярной диагностики поверхностей й пленок. Научной основой этих методов является экспериментальное и теоретическое изучение процессов, происходящих при бомбардировке твердого тела атомными частицами.

Линдхарда. Величина % с в конечной форме может быть представлена
Хс(ч,Е) = хео[1-(1-Хсо)(’у (П)
где ЦТ -критический угол Линдхарда для случая низких энергий /41/, см. выражение (6) § 1.6, - величина, лежащая в пределах
2, Ус.о - коэффициент деканалирования при V = 0. Коэффициенты ж можно определить, по данным из экспериментов.
§ 1.5. Численное моделирование пооиессов взаимодействия ускоренных частил с веществом при помощи ЭВМ
Развитие электронно-вычислительной техники в последние десятилетия значительно расширило возможности исследования закономерностей взаимодействия быстрых частиц с кристаллической решеткой. Работы Виньарда и сотр. /47, 48/ продемонстрировали большие возможности метода моделирования на ЭВМ в отношении анализа элементарных процессов образования и миграции дефектов при радиационном повреждении.
В частности,каналирование частиц в кристаллах было впервые продемонстрировано в расчетах на ЭВМ Робинсоном и Оэном /49/.
В отличие от большинства аналитических теорий распыления, программы численных расчетов на ЭВМ, в принципе, претендуют на моделирование всего процесса распыления в целом. Моделирование распыления на ЭВМ в настоящее время только развивается. Главной причиной этому является сложный характер задачи, который требует больших ресурсов ЭВМ.
Как правило, в основе расчетов принимаются два допущения: во-первых, взаимодействие между частицами осуществляется за счет консервативных сил, во-вторых, траектории движения частиц описываются в рамках классической механики. Программы расчетов можно разделить