14. Перечислить основные процессы, возникающие при взаимодействии ионов с веществом.

Отражение иона от поверхности.

ΔЕ- потеря энергии.

Появление поверхностной атомной дислокации

Импульс иона может сместить поверхностный атом из положения, где он слабо связан с кристалл. решеткой образца, в положение, где связь оказывается сильнее.

Появление радиационных дефектов.

Ионы с более высокими энергиями могут проникать в толщу образца и вызывать в нем внутренние дислокации .

Ионное распыление.

происходит физическое распыление материала образца (ионное распыление, ионно-плазменное травление).

Ионная имплантация.

Ионы, могут проникать в кристаллическую решетку и встраиваться в нее, израсходовав свою энергию и потеряв заряд.

Реактивное ионное травление

В результате химической реакции иона с поверхностными атомами на поверхности образуются новые химические соединения , которые могут испариться

Вторичная электронная эмиссия. Возможно выбивание с поверхности вторичных электронов (ионно-электронная эмиссия)

Вторичная ионная эмиссия

Под воздействием ионной бомбардировки поверхностные атомы возбуждаются до ионизированных состояний (ионов) и могут покинуть поверхность

При взаимодействии ионов с веществом возможны и другие процессы — рентгеновское излучение, ионолюминисценция (свечение), радиационно-стимулированная диффузия и отжиг, нагрев образца и др.

15. Каковы основные механизмы потерь энергии иона при его взаимодействии с веществом?

Первый механизм состоит в том, что быстрый ион взаимодействует с электронами атомов кристаллической решетки, в результате чего возникают возбуждение и ионизация атомов кристалла. Такое взаимодействие называют электронным торможением. Масса иона намного превышает массу электронов, то электронное торможение заметного влияния на изменение траектории движения иона не оказывает.

Во втором случае взаимодействие происходит между ядрами первичных ионов и ядрами атомов мишени, их можно рассматривать как упругие соударения двух частиц. Такие взаимодействия называют ядерным торможении

При соударении имплантируемый ион отклоняется на некоторый угол от направления своего движения и передает энергию столкнувшемуся с ним атому, в результате атом может оказаться смещенным из узла кристаллической решетки, и на его месте образуется вакансия, т.е. образуется точечный дефект по Френкелю.

Вклад в энергетические потери дает вспомогательный процесс — обмен зарядами между движущимися ионами и атомами мишени. Такое взаимодействие называют обменным торможением.

16. Как потери энергии иона зависят от его энергии?

Зависимость потерь энергии от энергии ионов:

I — за счет ядерного торможения; 2 — за счет электронного торможения; 3 — за счет обменного торможения

17. Как, зная энергию и атомный вес иона, определить вид потерь его энергии?

Электронная тормозная способность пропорциональна скорости движущихся ионов: которая, пропорциональна квадратному корню из энергии иона.где коэффициент К определяется природой ионов и материала мишени.

Ядерная тормозная способность Sn не зависит от энергии движущихся ионов: где z1,z2— атомные номера движущегося иона и атома мишени;

М1, M2 — относительные молярные массы иона и материала мишени.