Ионно-лучевое перемешивание в слоистых системах

Е. Н. Зубарев

Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», ул. Фрунзе, 21, 61002 Харьков, Украина

Получена: 25.01.2010. Скачать: PDF

При малых дозах облучения (ионами He$^{+}$ до $\Phi \leq 5\cdot10^{20}$ ион/м$^2$ и ионами Ar$^{+}$ до $\Phi \leq 1,3\cdot10^{18}$ ион/м$^2$) толщина силицидных фаз на межфазных границах раздела Mo-на-Si и Si-на-Mo увеличивается одинаково и линейно с дозой облучения. Средний атомный состав аморфных перемешанных зон соответствует сплаву состава MoSi$_{8,2}$ и MoSi$_{3,9}$ при облучении ионами He$^{+}$ и Ar$^{+}$ соответственно. При увеличении дозы облучения наблюдается уменьшение плотности аморфных перемешанных зон. На температурной зависимости ионно-лучевого перемешивания многослойных структур Mo/Si, облученных ионами He$^{+}$, наблюдаются два участка: 1 – слабой зависимости ($T_{обл} \leq 260°C$), 2 – сильной зависимости ($T_{обл} > 260°C$) от температуры облучения. Энергии активации ионно-лучевого перемешивания для указанных участков составляют $Q_{1} \approx 0,02$ эВ и $Q_{2} \approx 0,5$ эВ соответственно. Особенности ионно-лучевого перемешивания объясняются на основе перемешивания в субкаскадах столкновений.

Ключевые слова: многослойная периодическая структура, ионно-лучевое перемешивание, каскад столкновений, малоугловая рентгеновская дифрактометрия, электронная микроскопия.

PACS: 07.85.Jy, 61.05.cf, 61.05.cm, 61.80.-x, 68.37.Lp, 68.65.Ac, 81.15.Jj

Citation: E. M. Zubarev, Ion-Beam Mixing in Layered Systems, Usp. Fiz. Met., 11, No. 2: 175—207 (2010) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.11.02.175

Цитированная литература (39)

М. Томпсон, Дефекты и радиационные повреждения в металлах (Москва: Мир: 1971).
В. Ф. Зеленский, И. М. Неклюдов, Л. С. Ожигов и др., Некоторые проблемы физики радиационных повреждений материалов (Киев: Наукова думка: 1979).
В. В. Кирсанов, А. Л. Суворов, Ю. В. Трушин, Процессы радиационного дефектообразования в металлах (Москва: Энергоатомиздат: 1985).
А. Ф. Буренков, Ф. Ф. Комаров, М. А. Кумахов и др., Пространственные распределения энергии, выделенной в каскадах атомных столкновений (Москва: Энергоатомиздат: 1985).
Ф. Ф. Комаров, А. П. Новиков, А. Ф. Буренков, Ионная имплантация (Минск: Университетское: 1994).
F. Ziegler, J. P. Biersack, and U. Littmark, The Stopping and Range of Ions in Solids (New York: Pergamon Press: 1999).
P. Sigmund and A. Gras-Marti, Nucl. Instrum. Math., 182–183: 25 (1981). Crossref
M. Nastasi and J. W. Mayer, Mat. Sci. Eng., R12: 1 (1994). Crossref
Ф. Ф. Комаров, Ионная имплантация в металлы (Москва: Металлургия: 1990).
H. H. Andersen, Appl. Phys. A, 18, No. 2: 131 (1979).
P. Sigmund, Radit. Eff., 1, No. 1: 15 (1969). Crossref
Y.-T. Cheng, M. Van Rossum, M.-A. Nicolet et al., Appl. Phys. Lett., 45, No. 2: 185 (1984). Crossref
M. Van Rossum, Y.-T. Cheng, M.-A. Nicolet et al., Appl. Phys. Lett., 46, No. 6: 610 (1985). Crossref
I. A. Fenn-Tye and A. D. Marwick, Nucl. Instrum. Math. B, 18, No. 1–6: 236 (1987).
V. Géza, R. Heiner, and M. Wolfhard, Nucl. Instrum. Math. B, 39, No. 1–4: 268 (1989).
J. W. Mayer, B. Y. Tsaur, S. S. Lau et al., Nucl. Instrum. Math., 182–183: 1 (1981). Crossref
K. Tao, C. A. Hewett, S. S. Lau et al., Appl. Phys. Lett., 50, No. 19: 1343 (1987). Crossref
K. Affolter, X.-A. Zhao, and M. A. Nicolet, J. Appl. Phys., 58, No. 8: 3087 (1985). Crossref
Б. С. Данилин, В. К. Сырчин, Магнетронные распылительные системы (Москва: Радио и связь: 1982).
В. В. Чечетенко, Е. В. Савченко, Я. М. Фогель и др., Оптика и спектроскопия, 22, № 4: 626 (1969).
А. В. Виноградов, Зеркальная рентгеновская оптика (Ленинград: Машиностроение: 1989).
T. W. Barbee, Optical Engineering, 25, No. 8: 899 (1986). Crossref
Д. Л. Воронов, Е. Н. Зубарев, В. В. Кондратенко и др., Металлофиз. новейшие технол., 26, № 6: 753 (2004).
Д. Л. Воронов, А. Ю. Девизенко, Е. Н. Зубарев и др., Физическая инженерия поверхности, 2, № 1: 1 (2004).
А. В. Пеньков, Е. Н. Зубарев, О. В. Польцева и др., Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение, 89, № 4: 157 (2006).
А. В. Пеньков, Д. Л. Воронов, Е. Н. Зубарев и др., Известия РАН. Сер. Физическая, 70, № 6: 917 (2006).
Е. Н. Зубарев, В. В. Кондратенко, Ю. П. Першин и др., Материалы IX Всесоюзной конференции «Взаимодействие атомных частиц с твердым телом–1989» (Москва: 1989), т. 2, с. 87.
Е. Н. Зубарев, В.В. Кондратенко, Ю. П. Першин и др., Материалы X Всесоюзной конференции «Взаимодействие ионов с поверхностью–1991» (Звенигород: 1991), т. 1, с.174.
В. В. Ганн, Е. Н.Зубарев, В. В. Кондратенко и др., Материалы XII Международной конференции «Взаимодействие ионов с поверхностью–1995» (Звенигород: 1995), т. 2, с.191.
Д. Л. Воронов, Е. Н. Зубарев, В. В. Кондратенко и др., Материалы V Международной конференции «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении–2004» (Воронеж: 2004), т. 1, с. 93.
А. В. Пеньков, Д. Л. Воронов, Е. Н. Зубарев и др., Материалы XVII Международной конференции «Взаимодействие ионов с поверхностью–ВИП 2005» (Звенигород: 2005), т. 2, с. 44.
A. V. Penkov, D. L. Voronov, A.Y u. Devizenko et al., Func. Mater., 12, No. 4: 750 (2005).
O. Yu. Devizenko, D. L. Voronov, V. V. Kondratenko et al., Abstr. Int. Conf. ‘Crystal Materials–2005’ (Kharkov: 2005), p. 211.
E. N. Zubarev, A. V. Zhurba, V. V. Kondratenko et al., Thin Solid Films, 515: 7011 (2007). Crossref
E. N. Zubarev, V. V. Kondratenko, V. A. Sevryukova et al., Books Abstr. ‘12th International Conference on Thin Films’ (Bratislava: 2002), p.212.
Е. Н. Зубарев, А. А. Козьма, А. Н. Стеценко и др., Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение, 2 (40): 20 (1987).
Е. Н. Зубарев, В. П. Мельник, В. В. Кондратенко и др., Металлофиз. новейшие технол., 29, № 12: 1555 (2007).
А. В. Пеньков, Д. Л. Воронов, Е. Н. Зубарев и др., Металлофиз. новейшие технол., 28, № 2: 183 (2006).
R. W. Bene, J. Appl. Phys., 61, No. 5: 1826 (1987). Crossref