溅射原子角分布与靶点表面形貌的关联研究

27keV的Ar⁺离子垂直轰击处于不同温度的Cd靶,用捕获膜技术和Rutherford背散射谱仪(RBS)测定溅射原子角分布,并对所有样品的靶点形貌进行扫描电子显微镜(SEM)观察。结果发现,所有的角分布都呈over-cosine形状,但是在极角为0°处实验值与cosine值的偏离△,是不同的,在靶温度为150℃时的偏离△_T小于在室温时的偏离△_R,亦即△_T<△_R,提出一个简单的模型对这种溅射角分布 关键词：     

Al-50wt% Sn合金的离子溅射研究

用捕获膜技术和卢瑟福背散射(RBS)分析,测定Al-Sn多相合金在30keV Ar⁺离子轰击时Al和Sn的溅射原子角分布。溅射后的样品用扫描电子显微镜(SEM)进行观察,并用电子微探针分析仪(EPMA)对轰击样品(靶点)和未轰击样品作成分分析。结果表明,Al的溅射原子角分布近于cosine形状,而Sn却是over-cosine型角分布。本文给出一个按不同表面形貌特征划分的各元素富集区i进行叠加的产额表达式,Y(θ)=∑Y_i(θ),解释了实验结果。 关键词：     

多成分靶优先溅射的蒙特-卡罗计算

基于两体碰撞近似,本文用蒙特-卡罗方法研究离子轰击多成分靶引起的溅射。计算了1keV,10keV的氦离子和氖离子入射引起多成分、无定型靶表面总溅射产额和部分溅射产额;溅射粒子的能谱、角分布和深度来源分布。并计算了择优溅射引起材料表面组分相对浓度的变化。结果还表明,离子轰击多成分靶时,碰撞效应足以引起优先溅射,它是造成靶表面各种成分相对浓度变化的重要因素。 关键词：     

离子轰击引起的表面形貌对Ag的溅射产额的影响

用捕获膜技术和卢瑟福背散射(RBS)谱仪测定Ag靶在27keV Ar⁺离子轰击下的溅射原子角分布,从而确定不同剂量下Ag的溅射产额,并对其靶点表面形貌进行扫描电子显微镜(SEM)观察。结果发现,所有的角分布都呈over-cosine形状,但其溅射产额却随着表面形貌不同而不同。根据溅射产额Y与轰击离子入射角φ变化关系,讨论不同轰击剂量下溅射产额的差别,肯定了表面形貌是影响溅射产额的一个重要因素,并由此提出“表观产额”的新概念。 关键词：     

离子束引起的固体原子混合

寓子束与固体相互作用改变了固体近表面处的组分、结构和性质..离子束与固体作用的基本物理现象归结为:(1)离子束穿透固体表面,由于和固体原子不断碰撞失去能量,而在固体近表面处形成离子元素的高斯分布;(2)高能离子和固体原子碰撞和级联碰撞使大量固体原子离位,在固体近表面处形成缺陷和亚稳结构;(3)离子束轰击下,固体表面原子被碰撞离开固体(溅射效应);(4)离子束和固休原子碰撞造成固体原子大量离位,起到固体内原子输运作用.如果离子束穿透两种元素界面,将在介面产生两种元素均匀交混层.这种作用称为离子束混合,实际上是寓子束使固体内原…     

28Sin-(n=1,2)离子对Ag表面的溅射研究

用原子捕获膜技术结合卢瑟福背散射谱,测定了具有相同原子能量(16keV/原子)的~(25)Si_m~-(n=1,2)离子冲击Ag靶的溅射原子角分布。结果表明,~(26)Si_1~-冲击引起的Ag原子角分布较~(25)Si_2~-冲击在小发射角θ(Ag原子发射方向与靶表面法线方向之间的夹角)区有更大的增强。结合扫描电子显微镜对靶点表面的分析,我们认为这种角分布变化,可能暗示必须考虑靶点表面形貌特征差别的影响。 关键词：     

物理溅射的Monte Carlo模拟

模拟载能离子在固体传输及原子碰撞级联过程的Monte Carlo程序TCIS,已用于考察物理溅射问题。溅射过程中,低能原子碰撞是很重要的。因此,本文详细研究了二体碰撞计算中时间积分τ的数值大小及其对溅射计算的影响。对TCIS模拟溅射物理模型、输入参数作了介绍,并给出某些模拟研究结果。模拟程序可提供溅射的原子水平的信息,这对于开展有关机理的研究是很有用的。     

低能原子簇轰击金属薄膜引起的级联碰撞(Ⅰ) 高能反冲原子

用分子动力学模拟研究能量为1 keV/atom的Au原子簇和0.2keV/atom的Al原子簇轰击金薄膜产生的级联碰撞。分子动力学模拟结果表明,原子簇轰击后,靶原子的反冲能谱加宽。与同样速度的单原子轰击比较,最大反冲能较后者高2—5倍。原子簇轰击后的多次碰撞及运动原子间的碰撞增加了靶原子的反冲能。还用经典力学守恒定律分析了两个碰撞的运动原子间的能量转移。     

低能原子簇轰击金属薄膜引起的级联碰撞(Ⅰ)——高能反冲原子

用分子动力学模拟研究能量为1keV/atom的Au原子簇和0.2keV/atom的Al原子簇轰击金薄膜产生的级联碰撞。分子动力学模拟结果表明,原子簇轰击后,靶原子的反冲能谱加宽。与同样速度的单原子轰击比较,最大反冲能较后者高2—5倍。原子簇轰击后的多次碰撞及运动原子间的碰撞增加了靶原子的反冲能。还用经典力学守恒定律分析了两个碰撞的运动原子间的能量转移。 关键词：     

Pt(111)表面低能溅射现象的分子动力学模拟

利用嵌入原子方法的原子间相互作用势，通过分子动力学模拟，详细研究了贵金属原子在Pt (111)表面的低能溅射现象.模拟结果显示：对于垂直入射情况，入射原子的质量对Pt (11 1)表面的溅射阈值影响不大.当入射原子的能量小于溅射阈值时，入射原子基本以沉积为主 ；当入射原子的能量大于溅射阈值时，溅射产额随入射原子能量的增加而线性增大；当入射 原子能量达到200 eV时，各种入射原子的溅射产额都达到或接近1，此时入射原子主要起溅 射作用.溅射原子发射的角分布概率和溅射花样与高能溅射相类似.研究表明：与基于二体碰 撞近似的线性级联溅射理论不同，当入射原子能量大于溅射阈值时，低能入射原子的溅射产 额正比于入射原子的约化能量和入射原子与基体原子的质量比.通过对低能入射原子的钉扎 能力分析，提出了支配低能溅射的入射原子反射物理机理. 关键词： 分子动力学模拟、低能溅射     

高电荷态离子207Pb36+与金属Nb表面作用产生的二次离子产额

本文报道了利用兰州重离子加速器国家实验室的ECR离子源引出的高电荷态离子207Pb36 入射到金属Nb表面产生的二次离子的实验测量结果.实验发现,二次离子产额Y随入射初动能Ek的增加有先增加后减小的关系,在初动能为576 keV时二次离子产额达到最大.通过对实验点做高斯拟合发现,曲线峰值对应的入射初动能为602 keV.分析表明,这是势能沉积作用与线性级联碰撞过程协同作用的结果.高电荷态离子本身携带的高势能沉积在靶表面引起势能溅射,促进了二次离子的发射;而主导二次离子溅射的过程是动能溅射,它与靶表面的动量沉积(核能损)过程密切相关.     

利用溅射原子角分布规律改进平行板静电场法

用Trim程序计算溅射原子的角分布规律,发现溅射原子出射角服从过余弦分布,利用这一规律,改进了收集方法,使得离子收集效率大大提高. 关键词： AVLIS 离子引出 溅射     

同位素择尤溅射角分布研究

本文从理论和实验两个方面探讨了同位素溅射角分布问题。从实验上得到的同位素溅射角分布曲线表明,在垂直靶面方向轻同位素择尤溅射,而在倾斜方向,则重同位素择尤溅射。在理论上考虑了原子级联碰撞过程中的能量和动量传输的不对称性,给出了一个与实验结果相符的同位素溅射角分布表达式。 关键词：     

高电荷态离子与SiO2表面相互作用的研究

高电荷态离子(Pbq ,Arq )由兰州近代物理研究所的ECR实验平台所产生,轰击非晶态SiO2表面.用微通道板测量溅射粒子产额的角分布.用公式拟合实验溅射角分布得到了较好的结果,并给出了初步的理论解释.由此得出了高电荷态离子与SiO2表面作用的微分溅射截面.实验结果表明高电荷态离子能够增加动能溅射;同时高电荷态离子入射能够引起势能溅射.在大角度入射时,溅射产额主要是由碰撞引起的;在小角入射时势能溅射所占比重会增大.     

溅射及其应用

当入射离子能量超过靶材料的溅射阈能时,就会发生溅射现象.离子刻蚀和薄膜生长乃是溅射实际应用中的两个重要方面. 一、溅射的物理基础1.溅射率随寓子入射能量的变化 一个离子轰击靶表面时,被溅射出来的靶原子数目称为溅射率S(原子数/离子).溅射率S随入射离子能量E的变化而变化     

用自洽的蒙特卡罗—流体结合模型模拟溅射过程

 采用自洽的蒙特卡罗－流体结合模型对溅射过程进行模拟,以了解等离子体粒子行为与溅射参数的关系。溅射过程包括气体放电和溅射原子传输。对于气体放电,蒙特卡罗部分模拟快电子和快气体原子,而流体部分则描述离子和慢电子。对于溅射原子传输,蒙特卡罗部分模拟溅射原子的碰撞过程,而流体部分则描述溅射原子的扩散和漂移。模拟的结果包括：等离子体粒子的密度和能量分布;不同电离机制对气体原子和溅射原子电离的贡献;不同等离子体粒子对阴极溅射碰撞的贡献;溅射原子的密度分布;溅射场和溅射粒子相对于入射离子能量和角度的分布;溅射原子经碰撞后在整个等离子体区的分布。     

Ni－50wt％Ti合金的择优溅射

用卢瑟福背散射技术测定了Ｎｉ５０ｗｔ％Ｔｉ合金在３０ｋｅＶＡｒ＋离子轰击时的组分原子（Ｎｉ和Ｔｉ）溅射角分布．结果表明，Ｎｉ原子和Ｔｉ原子的角分布存在差别：Ｎｉ原子在靶表面法线方向（发射角θ＝０°附近）择优发射，而Ｔｉ原子则在大发射角区域（θ＞４５°）发射较Ｎｉ强．根据元素在靶点表面按形貌特征局域富集情况的观测，对实验结果进行了讨论     

Ni—50wt%Ti合金的择优溅射

用卢瑟福散射技术测定了Ｎｉ－５００ｗｔ％Ｔｉ合金在３０ｋｅＶ Ａｒ＾＋离子轰击时的组分原子溅射角分析。结果表明，Ｎｉ原子和Ｔｉ原子的角分布存在差别；Ｎｉ原子在靶表面法线方向择优发射，而Ｔｉ原子则在大发射角区域发射较Ｎｉ强。根据元素在靶点表面按形貌特征局域富集情况的观测，对实验结果进行了讨论。     

离子和原子共面不对称(e,2e)三重微分截面的比较

本文用自旋平均静态交换势三体扭曲波波恩近似(DWBA)计算了Li+(1s2)和He(1s2)、K+(3p6) 和Ar(3p6)在1?000?eV入射能下的共面不对称(e, 2e)三重微分截面(TDCS).通过比较离子和原子靶三重微分截面的角分布,表明两体碰撞图像在离子靶的情形不成立.     

离子和原子共面不对称（e，2e）三重微分截面的比较

本用自旋平均静态交换势三体扭曲波波恩近似(DWBA)计算了Li^ (1s^2)和He(1s^2)、K^ (3p^6)和Ar(3p^6)在1000eV入射能下的共面不对称(e，2e)三重微分截面(TDCS)。通过比较离子和原子靶三重微分截面的角分布，表明两体碰撞图像在离子靶的情形不成立。