Формирование волнового нанорельефа при ионной бомбардировке
ВВЕДЕНИЕИонная бомбардировка - это один из ключевых процессов в нанотехнологиях, который широко используется для создания наноструктур на поверхности материалов. Этот процесс вызывает изменения в поверхностной структуре, включая формирование волнового нанорельефа. Изучение формирования волнового нанорельефа при ионной бомбардировке является важным аспектом для понимания процессов, происходящих на поверхности материалов и их анализа. Нанорельеф имеет широкий спектр применений и может быть использован для улучшения электронной, оптической, механической и других свойств материалов. Если понимание процессов формирования нанорельефа повышается, разработка технологий, основанных на нанорельефе, может быть улучшена и оптимизирована. Современная наука и техника прибегает к использованию наноразмерных материалов и структур для реализации ряда новых технологий и инновационных решений.
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ РАСПЫЛЕНИИ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ ИОНАМИ 4
1.1 Исторический обзор 4
1.2 Физика взаимодействия ионов с поверхностью. Энергия ионов, плотность ионного тока 5
1.3 Коэффициент распыления 12
1.4 Зависимость коэффициента распыления от угла падения 15
2 ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА РАСПЫЛЕНИЯ ПРИ НАКЛОНЕ ИОННОГО ПУЧКА 17
2.1 Виды волнообразного нанорельефа 17
2.2 Параметры, влияющие на параметры нанорельефа 20
2.2.1 Роль угла падения в формировании рельефа 20
2.2.2 Роль времени облучения в формировании рельефа 22
2.2.3 Роль энергии ионов в формировании рельефа 25
2.2.4 Влияние видов ионов на формирование рельефа 28
2.2.5 Связь длины волны и энергии ионов 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 32
Список использованной литературы1 Thompson M.W. The energy spectrum of ejected atoms during the high energy sputtering of gold//Phi I.Mag. - 1968. - Vol. 18. - P. 377.
2 Brandt W., Laubert R. Particle atomization energy //Nucl.Instr.Mesods. - 1967. - Vol. 47. - P. 201.
3 Sigmund P. Theory of Sputtering//Phys. Rev. - 1969. - Vol. 184. - P. 383.
4 Lindhart S., Nielson V., Schartt M. Approximation method in classical scattering by screened coulomb fields //K. Danske Videnskab. Selsskab. Mat, Fys. Medd. - 1968. - Vol. 36. - P. 10.
5 Sigmund P. Energy dissipation by heavy ions in compound targets// Mat. Fiz. Medd. Dan. Vid. Selsk. -1993. -P. 112.
6 Каминский М. Атомные и ионные столкновения на поверхности металла: пер. с англ. / под ред. акад. Л. А. Арцимовича. - Москва: «Мир», 1967. - 506 с.
7 Holland L., Priestland C.R.D. Irradiation of materials//Vacuum. - 1972. - Vol. 22. - P. 133.
8 Основы конструирования и технологии производства радиоэлектронных средств. Интегральные схемы: учебник для вузов / под редакцией Ю. В. Гуляева. — Москва: Издательство Юрайт, 2023. — 460 с.
9 Фундаментальные и прикладные аспекты распыления твердых тел: Сб. статей 1986—1987 гг.: Пер. с англ./Сост. Е. С. Машкова. — М.: Мир, 1989. — 349 с.
10 Фадеева Э.И. Состояние и развитие работ в области оптических покрытий, пленкообразующих материалов и оборудования - М. :ЦНИИ информ., - 1987. - С. 45.
11 M. Castro, R. Gago, L. Vazquez. Stress-induced solid flow drives surface nanopatterning of silicon by ion-beam// Physical Review B – 2012. – P.21.
12 Marc Teichmann. Pattern formation on Ge by low energy ionbeam erosion//New Journal of Physics – 2013. – P.10.
13 Распыление твердых тел ионной бомбардировкой: Физ. распыление одноэлементных твердых тел. Пер. с англ./Под ред Р. Бериша. — М:. Мир,1984.—336 с.
14 Zhang K, Brotzmann M. and Hofsass H. Surfactant-driven self-organized surface patterns by ion beam erosion// New J. Phys. – 2011. – P.25.
Если энергия такого атома оказывается больше энергии связи его в узле кристаллической решетки, он покинет этот узел. В результате образуется свободный узел. Иными словами, упругие взаимодействия приводят к образованию радиационных дефектов. Простейшие дефекты, двигаясь по кристаллу, могут объединяться между собой и с примесями в более сложные комплексы, или, наоборот, исчезать на различных стоках или рекомбинировать между собой. Сложные дефекты могут возникать и непосредственно в процессе взаимодействия иона с твердым телом, если происходит практически одновременное смещение большого числа атомов в малой области кристалла, то есть при больших упругих потерях энергии на единицу длины траектории иона. Если образующиеся дефекты будут сохраняться, то их наличие существенно изменит различные свойства твердого тела: электрические, магнитные, оптические, химические, механические.