Вторинна йонна емісія при бомбуванні металевих поверхонь протонами
В. Т. Черепін1, М. О. Васильєв1, І. М. Макеєва1, В. М. Колесник1, С. М. Волошко2
1Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
2Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
Отримана: 28.11.2017; остаточний варіант - 22.01.2018. Завантажити: PDF
В оглядовій статті аналізуються результати досліджень закономірностей і особливостей вторинної йонної емісії при бомбардуванні металевих поверхонь найлегшими йонами — протонами, що мають найнижчі коефіцієнти розпорошення і, отже, спричинюють мінімальну ерозію досліджуваної поверхні. Інтерес до вивчення закономірностей та особливостей протонної мас-спектрометрії зумовлено пошуком нових фізичних можливостей підвищення виходу вторинних йонів з метою поліпшення аналітичних характеристик методи мас-спектрометрії вторинних йонів. У роботі наведено результати порівняльного систематичного дослідження процесів емісії вторинних йонів перехідних металів, бінарних стопів і сполук, що відрізняються електронною структурою, фазовим і стехіометричним складами, при бомбардуванні протонами та йонами Арґону. Достовірно встановлено, що процеси вторинної йонної емісії при бомбардуванні протонами мають основні закономірності, виявлені при бомбардуванні йонами інертних газів, у частині залежности від атомового номеру металів і концентраційних співвідношень у бінарних стопах і сполуках, але принципово відрізняються аномально високою ймовірністю йонізації частинок, розпорошених з металевих мішеней. Показано, що в разі бомбардування протонами багатокомпонентних мішеней спостерігається зменшення структурних, фазових та інших матричних ефектів, істотних при бомбардуванні йонами інертних газів. Ефекти посилення вторинної йонної емісії під впливом адсорбції та імплантації Гідрогену з бомбардувального пучка протонів пов’язано з утворенням поверхневих зв’язків Me–H і кількісно пояснено в рамках моделів, що враховують розрив хемічних зв’язків атомів металу й адсорбату в процесі розпорошення та подальшої йонізації розпорошуваних атомів металу.
Ключові слова: вторинна йонна емісія, мас-спектрометрія вторинних йонів, протони, йони Арґону, металева поверхня, робота виходу електронів.
PACS: 07.75.+h, 14.20.Dh, 34.35+a, 41.75.Ak, 61.80.Lj, 68.49.Sf
Citation: V. T. Cherepin, M. O. Vasylyev, I. M. Makeeva, V. M. Kolesnik, and S. M. Voloshko, Secondary Ion Emission during the Proton Bombardment of Metal Surfaces, Usp. Fiz. Met., 19, No. 1: 49—69 (2018), doi: 10.15407/ufm.19.01.049