КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР НА ПОВЕРХНОСТИ МОНОКРИСТАЛЛА ПРИ СКОЛЬЗЯЩЕЙ ИОННОЙ БОМБАРДИРОВКЕ

В работе методом компьютерного моделирования исследованы скользящие взаимодействия ионов N⁺, Ne⁺, Ar⁺, Kr⁺, Be⁺ и Se⁺ с начальными энергиями Е₀ = 0,5÷10 кэВ с поверхностью Cu(100), Ag(110), Si(001), SiC(001) и GaAs(001) и образования первично выбитых атомов отдачи. Показано, что в области скользящего рассеяния упругие потери энергии рассеянных ионов существенно меньше, чем неупругие. Установлено, что сравнение энергий рассеянных ионов с экспериментально измеренными энергетическими распределениями позволяет сделать заключение о наличии и величине моноатомных ступенек. Рассчитаны коэффициенты распыления и десорбции, а также угловые, пространственные и энергетические распределения распыленных и десорбированных частиц. Показано, что при скользящем падении ионов на поверхность монокристалла распыленный и десорбированный поток образуют первично выбитые атомы с очень низкой энергией. Исследована диссоциативная и не диссоциативная десорбция адсорбированных молекул и показана возможность интенсивной не диссоциативной десорбции адсорбированных молекул. Рассчитаны пороги распыления по углу скольжения для однои двухкомпонентных кристаллов и их зависимости от массы, энергии бомбардирующих ионов и параметров структуры кристалла. Показано, что при скользящей ионной бомбардировке вдоль низкоиндексных направлений кристалла возможно послойное распыление поверхности монокристалла, оптимальное в узком интервале углов скольжения вблизи порогового угла распыления. Определены оптимальные условия для получения распределения имплантированных ионов по глубине с требуемой формой в приповерхностной области кристалла. Предложен высокочувствительный метод послойного анализа кристаллических поверхностей.

1. Mashkova, E. S. and Molchanov,V. A. Medium Energy Ion Reflection from Solids. North-Holland Publ., Amsterdam -1985.

2. Eckstein W. Computer simulation of Ion-Solid Interactions. Springer, Heidelberg, -1991.

3. Parilis, E. S., Kishinevsky, L. M., Turaev, N. Yu., Baklitzky, B. E., Umarov, F. F., Verleger, V. Kh., Nizhnaya, S. and Bitensky, I. S. Atomic Collisions on Solid Surfaces. North-Holland Publ., Amsterdam. - 1993.

4. Машкова Е.С., Молчанов В.А. Применение рассеяния ионов для анализа твердых тел. -М.: -1995. Энергоатомиздат.

5. Van Hove M.A. Atomic Scale Structure: from Surfaces to Nanomaterials. Surf. Sci., -2009. -603, -PP.1301-1305,.

6. Begemann, S. H. A. and Boers, A. L. Surf. Sci., -1972. -30. 134.

7. Kapur Sh., Garrison B.J. Chem Phys. -1981.75. 445.

8. Dzhurakhalov A.A., Rahmatov S.E., Yadgarov I.D. Nucl. Instr. and Meth. B 230. -2005. 560.

9. Labanda J. G. C., Barnett S. A.: Sep., J. Electronic Mater. -1997.

10. Dzhurakhalov A. A., Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res., B216, -2004. 202.

11. Rzeznik L., Paruch L. Garrison B.J., Postava Z. Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res., B269.-2011.- 1586.

12. Frost F., Fechner R., Flamm D., Ziberi B., Frank W., Schindler A. Appl. Phys. A, -2004.-78.- 651.

13. Umarov F. F., Dzhurakhalov A. A., Teshabaeva N. A., Appl. Surf. Sci., -1998. -125 -226.

14. Ziegler J.F., Biersack J.P., and Littmark U. Stopping and Ranges of Ions in Matters. Pergamon, NewYork. -1983.

15. Robinson, M. T. and Torrens, I. M. Phys. Rev., -1974.- B9,-5008.

16. Evdokimov I.N., Webb R.P., Armour D.G. and Karpuzov D.S. Radiat Eff. -1979. -42. -83.

17. Dzhurakhalov A.A., Umarov, F.F. Nucl. Instr. and Meth. -1998.-B 136-138, -1092.

18. Evdokimov I.N., Mashkova E.S., Molchanov V.A. Dokl.Akad.Nauk SSSR. -1969. -186. -549.

19. Parilis E. S., Turaev N.Yu. and Umarov F. F. Radiat. Eff., 24, 207 (1975).

20. Luitjens S.B., Algra A.J.,Suurmeijer E.P.Th.M. and Boers A.L. Surf. Sci. -1980.-100.- 315.

21. Umarov F. F., Dzhurakhalov A. A., Teshabaeva N. A., Appl. Surf. Sci. -1998. -125. -226.

22. Umarov F. F., Dzhurakhalov A. A. Surf. Interface Anal. -2013.-45. – 83.

23. Dzhurakhalov A.A., Umarov F. F. IEEE. -2000. -232.

24. Dzhurakhalov A.A., Ferleger V.Kh., Khakimov S., Surf. Sci. - 1999. -188. – pp.433–435.

25. Груич Д.Д., Морозов С.Н., Пичко С.В., Белкин В.С., Умаров Ф.Ф. и Джурахалов А.А. Авторское свидетельство СССР № 1262594. Способ послойного количественного анализа кристаллических твердых тел, -1986.

26. Shulga V.I. Radiat Eff. -1980. – 51. -1.