Моделювання та діягностика пошкоджень і деформацій у кристалі Gd$_{3}$Ga$_{5}$O$

Моделювання та діягностика пошкоджень і деформацій у кристалі Gd$_{3}$Ga$_{5}$O$_{12}$ після імплантації йонів F$^{+}$

В. О. Коцюбинський$^{1}$, В. М. Пилипів$^{1}$, Б. К. Остафійчук$^{1}$, І. П. Яремій$^{1}$, О. З. Гарпуль$^{1}$, С. Й. Оліховський$^{2}$, О. С. Скакунова$^{2}$, В. Б. Молодкін$^{2}$, Є. М. Кисловський$^{2}$, Т. П. Владімірова$^{2}$, О. В. Решетник$^{2}$, Є. В. Кочелаб$^{2}$

$^1$Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника, вул. Шевченка, 57, 76018 Івано-Франківськ, Україна
$^2$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримана: 01.07.2014. Завантажити: PDF

Для одержання кількісних характеристик радіяційного дефектоутворення в ґадоліній-ґалійовому ґранаті (ҐҐҐ) проведено математичне моделювання процесу імплантації йонів фтору за допомогою програми SRIM-2008. Встановлено розподіли за глибиною кристалу пружніх і непружніх енергетичних втрат імплантованого йона F$^{+}$ з енергією 90 кеВ та зміщених йонів мішені при гальмуванні в кристалі ҐҐҐ, а також профілі розподілу за глибиною кількостей імплантованих і зміщених йонів. Визначено характер пошкоджень та їх кількісні характеристики. Структурні зміни, спричинені імплантацією йонів фтору в поверхневому шарі монокристалу ҐҐҐ, досліджено методою Рентґенової дифракції. Встановлено форму профілю деформації в імплантованому шарі і зв’язок його характеристик з результатами моделювання.

Ключові слова: ґадоліній-ґалійовий ґранат, йонна імплантація, первинні та вторинні радіяційні дефекти, математичне моделювання, деформація, двокристальний Рентґенів дифрактометр, крива дифракційного відбивання.

PACS: 61.05.cp, 61.05.Np, 61.72.Dd, 61.72.Hh, 61.72.J-, 61.72.up, 61.80.Az

Citation: V. O. Kotsyubyns’kyy, V. M. Pylypiv, B. K. Ostafiychuk, I. P. Yaremiy, O. Z. Garpul’, S. J. Olikhovskyy, O. S. Skakunova, V. B. Molodkin, Ye. M. Kyslovs’kyy, T. P. Vladimirova, O. V. Reshetnyk, and Ye. V. Kochelab, Modelling and Diagnostics of Damages and Strains in a Crystal of Gd$_{3}$Ga$_{5}$O$_{12}$ After Implantation of F$^{+}$ Ions, Usp. Fiz. Met., 15, No. 3: 121—143 (2014) (in Ukrainian), doi: 10.15407/ufm.15.03.121

Цитована література (40)

O. A. Petrenko, C. Ritter, M. Yethiraj, and D. McK Paul, Phys. Rev. Lett., 80, No. 20: 4570 (1998). Crossref
Y.-N. Xu, W. Y. Ching, and B. K. Brickeen, Phys. Rev. B, 61, No. 3: 1817 (2000). Crossref
L. Lipińska, W. Ryba-Romanowski, A. Rzepka, S. Ganschow, R. Lisiecki, R. Diduszko, and A. Pajączkowska, Cryst. Res. Technol., 44, No. 5: 477 (2009). Crossref
A. O. Matkovskii, D. Yu. Sugak, S. B. Ubizskii, U. A. Ulmanis, and A. P. Shakhov, phys. status solidi (a), 128, No. 1: 21 (1991).
Z. Jia, A. Arcangeli, X. Tao, J. Zhang, Ch. Dong, M. Jiang, L. Bonelli, and M. Tonelli, J. Appl. Phys., 105, No. 8: 083113 (2009). Crossref
A. Kamińska, S. Biernacki, S. Kobyakov, A. Suchocki, G. Boulon, M. O. Ramirez, and L. Bausa, Phys. Rev. B, 75, No. 17: 174111 (2007). Crossref
F. J. Bruni, Crystals: Growth, Properties and Applications (Eds. C. J. M. Rooijman) (Berlin–Heidelberg–New York: Springer: 1978), vol. 1, p. 139.
S. B. Ubizskii, A. O. Matkovskii, N. Mironova-Ulmane, V. Skvortsova, A. Suchocki, Y. A. Zhydachevskii, and P. Potera, phys. status solidi (a), 177: 349 (2000).
P. Potera, Comput. Methods Sci. Technol., 13, No. 1: 47 (2007). Crossref
http://www.srim.org/SRIM/SRIMLEGL.htm.
Х. Риссел, И. Руге, Ионная имплантация (Москва: Наука: 1983).
Ионная имплантация и лучевая технология (Ред. Дж. С. Вильямс, Дж. М. Поут) (Киев: Наукова думка: 1988).
А. М. Афанасьев, П. А. Александров, Р. М. Имамов, Рентгенодифракционная диагностика субмикронных слоев (Москва: Наука: 1989).
V. Holy, U. Pietch, and T. Baumbach, High-Resolution X-Ray Scattering from Thin Films and Multilayers (Berlin–Heidelberg: Springer Verlag: 1998).
A. O. Matkowski, D. Yu. Sugak, S. B. Ubizskii, and I. V. Kityk, Opto-Electron. Rev., 3, No. 2: 41 (1995).
J. F. Ziegler, J. P. Biersack, and U. Littmark, The Stopping and Range of Ions in Solids (New York: Pergamon Press: 1995).
M. Nastasi, J. W. Mayer, and J. K. Hirvonen. Ion–Solid Interactions: Fundamentals and Applications (Cambridge: Cambridge University Press: 1996). Crossref
C. R. Fritzsche, Appl. Phys., 12, No. 4: 347 (1977). Crossref
Б. К. Остафийчук, В. А.Олейник, В. М. Пылыпив, Б. Т. Семен, Л. М. Смеркло, Б. И. Яворский, В. И. Кравец, И. В. Коваль, Кристаллическая и магнитная структура имплантированных слоев монокристаллических пленок железоиттриевого граната (Киев: 1991) (Препр. / АН УССР. Ин-т металлофизики, № 1-91: 1991).
Б. К. Остафийчук, В. М. Ткачук, О. Н. Ворончак, Б. И. Яворский, Металлофиз. новейшие технол., 16, № 8: 51 (1994).
K. Komenou, J. Hiraі, K. Asama, and M. Sakai, J. Appl. Phys., 49, No. 12: 5806 (1978).
В. М. Кошкин, Ю. Р. Забродский, Физ. твёрдого тела, 16, № 11: 3480 (1974).
В. М. Кошкин, Физ. низких температур, 28, № 8–9: 963 (2002).
K. Lal and H. K. Jhans, J. Phys. C: Solid State Phys., 10: 1315 (1977). Crossref
H. Donnerberg and C. R. A. Catlow, Phys. Rev. Lett., 100, No. 25: 257202 (2008). Crossref
H. Donnerberg and C. R. A. Catlow, Phys. Rev. B, 50, No. 2: 744 (1994). Crossref
В. О. Коцюбинський, В. В. Немошкаленко, Б. К. Остафійчук, Я. П. Салій, В. Д. Федорів, П. І. Юрчишин, Металлофиз. новейшие технол., 23, № 11: 1455 (2001).
W. H. de Roode and H. A. Algra, J. Appl. Phys., 53: 2507 (1982). Crossref
В. М. Пилипів, В. О. Коцюбинський, О. О. Григорук, Матеріали XI Міжнародної конференції з фізики і технології тонких плівок та наносистем «МКФТТПН-XІ» (7–12 травня 2007 р., Івано-Франківськ) (Івано-Франківськ: ВДВ ЦІТ Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника: 2007), т. 1, с. 95.
Б. К. Остафійчук, В. Д. Федорів, В. В. Каспрук, В. М. Пилипів, Фіз. і хімія тверд. тіла, 5, № 4: 722 (2004).
В. О. Коцюбинський, Б. К. Остафійчук, Б. І. Яворський, І. П. Яремій, Вісник Прикарпатського університету. Математика. Фізика. Хімія, 2: 67 (1999).
J. P. Eymery, Rev. Phys. Appl., No. 23: 925 (1988). Crossref
Ш. Ш. Башкиров, Н. Г. Ивойлов, Е. С. Романов, Физ. твёрдого тела, 27, № 9: 2853 (1985).
А. Маркялис, Л. Пранявичус, Лит. физ. сб., 18, № 5: 647 (1978).
S. I. Golubov, A. V. Barashev, and R. E. Stoller, Comprehensive Nuclear Materials (Eds. R. J. M. Konings) (Amsterdam: Elsevier: 2012), vol. 1.
M. Wormington, C. Panaccione, K. M. Matney, and D. K. Bowen, Philos. Trans. R. Soc. Lond. A, 357: 2827 (1999). Crossref
В. Г. Кон, М. В. Прилепский, И. М. Суходрева, Поверхность, № 11: 122 (1984).
В. М. Пилипів, С. Й. Оліховський, Т. П. Владімірова, О. С. Скакунова, В. Б. Молодкін, Б. К. Остафійчук, Є. М. Кисловський, О. В. Решетник, С. В. Лізунова, О. З. Гарпуль, Металлофиз. новейшие технол., 33, № 9: 1145 (2011).
P. Ehrhart, K. H. Robrock, and H. R. Shober, Physics of Radiation Effects in Crystals (Eds. R. A. Johnson and A. N. Orlov) (Oxford: Elsevier Science: 1986), p. 3. Crossref
О. С. Скакунова, В. М. Пилипів, С. Й. Оліховський, Т. П. Владімірова, Б. К. Остафійчук, В. Б. Молодкін, Є. М. Кисловський, О. В. Решетник, О. З. Гарпуль, А. В. Кравець, В. Л. Маківська, Металлофиз. новейшие технол., 34, № 10: 1325 (2012).

Цитується (1)

V. V. Kurylyak and G. I. Khimicheva, Usp. Fiz. Met. 18, 155 (2017).