Особенности массопереноса при ионной имплантации

Abstract

Исследованы продукты реакции, полученные при ионной имплантации азота, кислорода и фосфора в вольфрамовую мишень. Выяснены условия создания новых соединений при высокодозной имплантации, приводящей к процессам быстрого массопереноса ионов в материал мишени. Установлено, что ионная имплантация азота в вольфрам приводит к возникновению фазы внедрения W2N с ГЦК-структурой; имплантация кислорода — к образованию фазы с плотноупакованной ГЦК-структурой, близкой по структуре и параметрам к W20; фосфора — к образованию фосфида вольфрама W2P с орторомбической структурой после дополнительного отжига при температурах, превышающих 800-900 0С. Сделана оценка локального давления потока ионов на поверхность мишени, которое приводит к локальному искривлению кристаллической решетки, благодаря чему возможен быстрый массоперенос имплантированных ионов в материале мишени. Образование фаз внедрения при ионной имплантации является результатом локализации сдвиговой деформации в условиях ускоренного массопереноса. В условиях высокодозной ионной имплантации формируются высоконеравновесные пересыщенные твердые растворы, а также высокодефектные структурно-неравновесные состояния с высокой кривизной кристаллической решетки.

Keywords

• ионная имплантация
• локальное давление
• быстрый массоперенос
• фазы внедрения