Компьютерное моделирование процессов рассеяния ионов и кластерного распыления поверхностей монокристаллов GaP и льда при бомбардировке ионами Ne+ и Ar+

Аннотация

Объекты исследования: Объектом исследования являются закономерности распыления и рассеяния ионов при бомбардировке поверхности монокристалла ионным пучком. Цель работы: Установление методом компьютерного моделирования механизмов и закономерностей процессов малоуглового рассеяния ионов идеальными и дефектными поверхностями двухкомпонентных монокристаллов GaP и пленок льда и кластерного распыления плёнок льда, покрывающих поверхности Au( 111). Методы исследования. Компьютерное моделирование, основанное на методах молекулярной динамики и приближения парных столкновений. Приближение парных столкновений используется для описания процессов рассеяния ионов поверхностью двухкомпонентных монокристаллов GaP(lOO) и пленок льда, а метод молекулярной динамики применяется для изучения процессов распыления плёнки льда, покрывающих Au(lll). Полученные результаты и их новизна: исследованы процессы деканалирования ионов при бомбардировке ионами Аг+ и Ne+ идеальных и дефектных поверхностей монокристаллов льда и GaP(lOO). Выявлены и объяснены особенности траекторий и потерь энергии ионов в монокристаллах, определены их пробеги. Выявлены и подробно изучены эффекты деканалирования ионов и изучены траектории этих частиц при малоугловой ионной бомбардировке идеальных и дефектных монокристаллов. Показано, что при низкоэнергетической ионной бомбардировке металлических поверхностей, покрытых плёнкой воды, имеющей имплантированные ионы, обнаружено распыление в виде больших кластеров, размеры которых зависят от расположения имплантированного иона. Рассчитаны коэффициенты распыления при бомбардировке ионами пленки льда, легированными положительными и отрицательными ионами. Практическая значимость: созданы комплексы эффективных программ и результаты исследования процессов рассеяния ионов и распыления поверхностей многокомпонентных монокристаллов, которые могут быть использованы для решения практических задач техники и технологии микроэлектроники, связанных с анализом и контролем состава и структуры поверхностей сложных соединений, получением атомарных чистых поверхностей, а также при внедрении примесей на малые глубины поверхности. Степень внедрения и экономическая эффективность: Результаты использованы грантов номер гос. регистрации темы ГНТП Ф-2.1.29 (2003-2007), а также Международных грантов ИНТАС(2001/2-60) (2001-2002гг.), Пенсильванского университета (2002-2003гг.), Венского Технологического университета (2003-2004гг.) и Кембриджского университета (2004-2005гг). Область применения: микро- и наноэлектроника, физика полупроводников и диэлектриков.