Смещенный атом характеризуется средней энергией

Смещенный атом характеризуется средней энергией  величина которой зависит от вида взаимодействия. Если смещенный атом получит энергию больше   и импульс энергии будет направлен в сторону поверхности, то он может покинуть эту поверхность и стать распыленным атомом. Энергию смещения можно оценить, зная энергию сублимации для материала мишени. При сублимации происходит удаление атомов с поверхности, где действует только половина связей. Для удаления атома из объема мишени уже необходима энергия При столкновении атом не только выбивается из занимаемого положения, но и внедряется в решетку, смещая другие атомы. Для осуществления такого процесса необходима энергия не меньше Следовательно, процесс выбивания атомов из объема и их выброс в вакуум будет иметь место, если смещенные атомы получают энергию равную или более  т.е.  Вылет атомов из мишени в вакуум зависит как от энергии, так и от импульса, полученного им от иона или от быстрых смещенных атомов. Действительно, атом, который получил импульс, направленный внутрь мишени, не сможет вылететь из вещества. Конечно, если в результате соударения с другими атомами он получит импульс, направленный к поверхности, и сохранит при своем движении к ней достаточную энергию связи, то такой атом вылетит из вещества.

Ионное травление материала начинается, когда энергия ионов превысит некоторую величину  получившую название пороговой энергии распыления. При энергии иона   они передают атомам энергию большую, чем энергия смещения атомов в материале . Поэтому ИТ всегда сопровождается нарушениями структуры поверхностных слоев материала и созданием в них междуузельных атомов и вакансий. Если для материала известно , то легко определить пороговую энергию распыления

В табл. 6.1 приведены параметры некоторых металлов и полупроводников и значения пороговых энергий распыления ионами аргона. Для пороговой энергии в скобках приведены экспериментальные значения.

В диапазоне энергий  ионы не производят распыления материала. Если на поверхности материала присутствуют адсорбированные инородные частицы и химические соединения, то в результате ионной бомбардировки происходят их десорбция и химические превращения. Так при ионно-химическом травлении имеют место химические реакции между ХАЧ и поверхностными атомами материала. При росте энергии ионов интенсивность процесса физического распыления увеличивается. С увеличением длительности ионной бомбардировки (дозы ионного облучения) поверхностные слои монокристаллов превращаются вначале в поликристаллические, а затем в аморфные. Доза ионного облучения  D (Q) определяется выражением:

 

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector