Особенности эмиссии атомных частиц при ионном облучении двухкомпонентных соединений

• Автор: Толпин, Кирилл Аркадьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Оглавление
Введение

Актуальность темы

Цели и задачи работы

Научная новизна

Достоверность

Практическая значимость

Основные положения, выносимые на защиту

Апробация работы

Список публикаций по теме работы

Личный вклад автора

Объем и структура диссертации
Глава 1. Обзор литературы. Экспериментальные данные по распылению
двухкомпонентных-соединений и сплавов
1.1; Введение
1.2. Состав-поверхности, коэффициент распыления
1.2.1. Процесс установления состава поверхности
1.2.2; Глубина измененного слоя, распределение состава по глубине
1.2.3. Соотношение масс атомов компонент мишени
1.2.4. Концентрация компонент
1.2.5. Температура мишени
1.2.6. Соотношение масс бомбардирующего иона и атомов мишени
1.2.7. Энергетическая зависимость
1.3. Энергетические спектры распыленных атомов
1.4. Угловые распределения распыленных атомов
1.4.1. Поликристаллы
1.4.2. Монокристаллы
1.5. Выводы к главе
Глава 2. Методика моделирования распыления бинарных соединений
2.1..Физическая модель
2.2. Численные методы при моделировании распыления
2.3. Численные методы нахождения минимума функции нескольких переменных
2.4. Алгоритм построения моделей мишени
2.5. Потенциалы взаимодействия
2.6. Нахождение параметров потенциала взаимодействия
2.7. Данные численного эксперимента
2.8. Выводы к главе
Глава 3. Процесс распыления неупорядоченного соединения №РсГ
3.1. Введение
3.2. Методика моделирования
3.3. Закономерности распыления соединений 1>й-Рй с разным содержанием компонентбЗ
3.3.1. Никель и палладий
3.3.2. Сплавы никеля с палладием
3.4. Влияние состава поверхностных слоев кристалла ГДРй на процесс его распыления
3.4.1. Зависимость распыления моно- и поликристалла №Рй от энергии облучающих ионов
3.4.2. Угловая зависимость распыления грани (001) №Рй для разного состава поверхностных слоев
3.4.3. Энергетические спектры
3.4.4. Источник распыления

3.4.5. Поколения распыленных частиц
3.4.6. Глубина выхода распыленных частиц
3.5. Особенности энергетической зависимости распыления NiPd и его компонент для различных углов ионного облучения
3.5.1. Энергетическая зависимость распыления NiPd при разных углах ионного облучения
3.5.2. Энергетическая зависимость распыления компонент монокристалла NiPd
3.5.3. Изменение с энергией ионов отношения выхода атомов никеля к палладию при распылении NiPd
3.6. Выводы к главе
Глава 4. Радиационная устойчивость упорядоченных бинарных соединений РЬТе и PbSe
4.1.Введени е
4.2. Методика расчета
4.3. Энергетическая зависимость распыления элементов, входящих в соединения
4.3.1. Распыление свинца
4.3.2. Распыление теллура и селена
4.4. Закономерности распыления сплавов
4.4.1. Угловая зависимость
4.4.2. Энергетическая зависимость
4.5. Выводы к главе
Глава 5. Пространственное распределение частиц, распыленных из неупорядоченных и упорядоченных двойных соединений
5.1.Введени е
5.2. Особенности пространственного распределения распыленных атомов из неупорядоченного сплава NiPd
5.2.1. Распределение распыленных частиц но полярному углу вылета
5.2.2. Азимутальные угловые распределения
5.2.3. Картина пятен
5.3. Закономерности пространственных распределений частиц, распыленных из упорядоченных соединений РЬТе и-PbSe
5.3.1". Полярные распределения
5.3.2. Азимутальные угловые распределения
5.3.3. Картина пятен
5.4. Выводы к главе 5
Выводы
Благодарность
Список литературы
Введение
Актуальность темы
В настоящее время возрос интерес к исследованию процесса ионного распыления твердых тел. Это связано как с необходимостью решения фундаментальных вопросов взаимодействия ионов с поверхностью, так и с быстрым ростом практического использования распыления для модификации и анализа состава различных материалов.
Ионная бомбардировка сопровождается сложными процессами в приповерхностной области мишени, изменяющими ее структуру и состав. Эти изменения, с одной стороны, является нежелательным эффектом, приводящим к систематическим ошибкам при диагностике поверхности; с другой стороны, они составляют важный элемент технологии создания модифицированных слоев. И в том и в другом случае, необходимо четкое понимание механизмов' и особенностей протекания ионно-стимулированных процессов вблизи поверхности твердых тел, и в частности, бинарных соединений, которые широко применяются на практике.
Особый интерес для, исследования физики взаимодействия' ионов с поверхностью, твердого тела представляют бинарные ферромагнитные неупорядоченные соединения №-Рс1, которые используются в микроэлектронике и в медицине, например, при развитии методов магнитно-резонансной томографии и фиксировании необходимых участков для локального нагрева. Большое внимание уделяется также бинарным упорядоченным соединениям - РЬТе и РЬБе, которые имеют широкое практическое использование: при создании
фоторезисторов, работающих в инфракрасной области спектра, в производстве термоэлектрических генераторов и др. РЬБе применяется также в солнечных батареях. Поскольку в ряде применений РЬТе и РЬБе подвергаются ионному облучению, важно исследовать процесс их распыления. Помимо этого, исследование процессов при ионном облучении упорядоченных биметаллов РЬТе и РЬБе, имеющих простую кубическую решетку, представляет несомненный

Глава 2. Методика моделирования распыления бинарных соединений
Методическая часть численных экспериментов включает в себя:
• построение физической модели явления и создание на ее основе математической модели, пригодной для постановки численного эксперимента;
• описание взаимодействия атом-атом;
• рассмотрение численных методов.
2.1. Физическая модель
Все существующие численные эксперименты по имитационному моделированию взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела в интервале энергий от нескольких эВ до сотен кэВ базируются на использовании классической механики. Допустимость такого описания основывается на трех предположениях:
а) длина волны Де-Бройля значительно меньше характерных межатомных расстояний (т.е. значительно меньше 1А, поскольку характерные расстояния - это расстояние между ближайшими соседями в кристалле -2.5А);
б) углы рассеяния должны быть не слишком малы (должно выполняться соотношение неопределенностей Гейзенберга);
в) скорость частицы мала по сравнению со скоростью света.
Траектория частицы в кристалле находится при решении уравнений
движения в ньютоновском виде
у - -V и , (2.1)
где г - радиус-вектор частицы, V - градиент, V -потенциальная энергия, точки означают вторую производную по времени.