Вторинна йонна емісія при бомбуванні металевих поверхонь протонами
В. Т. Черепін$^{1}$, М. О. Васильєв$^{1}$, І. М. Макеєва$^{1}$, В. М. Колесник$^{1}$, С. М. Волошко$^{2}$
$^1$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^2$Національний 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