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高电荷态离子Ar～（q+），Pb～（q+）在Si，Cu，W靶表面上的原子溅射研究

高电荷态离子Ar～（q+），Pb～（q+）在Si，Cu，W靶表面上的原子...

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作者：丁大杰兰州大学

学位级别：硕士

人们对低速高电荷态离子(Slow Highly Charged Ion)与固体靶相互作用这一课题在近二十年里进行了很多研究，如离子中性化过程，X-射线，俄歇电子发射，电子溅射，表面原子溅射等。在实验和理论上都得到了很多有价值的结果。高电荷态离... 详细信息

人们对低速高电荷态离子(Slow Highly Charged Ion)与固体靶相互作用这一课题在近二十年里进行了很多研究，如离子中性化过程，X-射线，俄歇电子发射，电子溅射，表面原子溅射等。在实验和理论上都得到了很多有价值的结果。高电荷态离子具有很大的势能，它与固体表面碰撞时有可能溅射出比自身数目大得多的原子。因而有可能在低动能入射，不损伤固体内部结构的情况下，在材料表面实现纳米蚀刻。所以高电荷态离子在固体靶表面引起靶原子溅射一直倍受关注。我们在中国科学院近代物理研究所ECR源实验平台进行了高电荷态离子Ar(E=20-320keV，q=8，11，13，15，16)，pb(E=80-720keV，q=20，24，30，32，35，36)轰击洁净的Si，Cu，W固体靶实验。对靶材料采取一系列的化学，物理处理方式使其洁净。实验中，我们从不同的入射角度(15°-75°)测量了电中性和带正电溅射粒子的相对产额(99.9％为靶原子)。测量了以下入射离子在靶上的相对溅射产额： (a)入射离子Ar，E=160keV，q=8，11，13，15，16 (b)入射离子Ar，E=96，112，128，144，160，176，208，240，288，320keV (c)入射离子Ar，E=20keV (d)入射离子pb，E=400keV，q=20，24，30，32，35，36 (e)入射离子pb，E=216，252，288，324，360，432，504，576，648，720keV (f)入射离子pb，E=80keV 实验结果表明：在上述实验条件下，(1)，Ar，pb轰击Si，Cu，W靶，靶表面没有发生爆炸而导致原子溅射：其中Ar轰击Si，Cu，W靶，没有明显的势能溅射效应。(2)，存在0.30v＜v＜0.40v一个入射离子速度共振区，该区域不依赖于靶的材料性质，但原子溅射产额明显增多;(3)，溅射产额明显地依赖于入射离子的核能损，核能损越大产额越多，其中Ar在Si靶表面引起溅射的产额与核能损成正比关系。

关键词：低速高电荷态离子相对溅射产额速度共振区核能损

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