Особенности формирования термоупругих пиков при бомбардировке тяжёлых металлов ионами низких и промежуточных энергий

Abstract

Исследована возможность формирования приповерхностных нелокальных термоупругих пиков (ПНТП) тяжелыми ионами низких и промежуточных энергий в тяжелых металлах. На примерах имплантации ионов Xe+(U+) в аморфные или (нано) кристаллические Au (U) показано существование пороговой энергии ионов ENTP ~ (15–50) кэВ, ниже которой пик формируется в соответствии с предложенной ранее моделью НТП низкоэнергетического иона. Методом экспертных оценок каскадов, возникающих при компьютерном моделировании процесса ионной бомбардировки, определены величины ENTP для исследованных комбинаций «ион – металл». Показано, что при возможно образование ПНТП как односвязной области перегрева, возникающей на основе приповерхностного (суб)каскада. Параметры ПНТП определяются размерами (суб)каскада, тепловым расплыванием за время ион-ионной релаксации и фононными потерями в (суб)каскаде. Приведена оценка сверху для вероятности образования сферического ПНТП, в котором возможно плавление материала мишени, для комбинаций “U+ - U”,”Xe+ - Au” при энергиях ионов .

Keywords

• низкоэнергетический ион
• аморфная и/или (нано)кристаллическая мишень
• тяжелые металлы
• атомный каскад
• плавление