|
Физика
Средние значения числа атомов, заряда и энергии кластеров при ионном распылении металла
С. А. Кочкин Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова, Архангельск
Аннотация:
Актуальность и цели. Теоретическое описание ионного распыления металла в виде многоатомных систем (кластеров) различного электрического заряда до недавнего времени представляло объект теоретических дискуссий. Известная каскадная теория распыления Зигмунда в состоянии объяснить распыление лишь в виде одиночных атомов, иные теоретические подходы, к сожалению, не объясняли большинство результатов ионного распыления в виде кластеров, а численные расчеты методами молекулярной динамики являлись сложными ввиду многочастичного характера явления. Целью данной работы является дальнейшее развитие теории упругого ионного распыления поверхности твердого тела в виде многоатомных частиц и, в частности, расчет средних значений их основных характеристик: числа атомов, заряда и энергии. Материалы и методы. Модельное представление при описании рассматриваемого явления основано на простых принципах квантовой механики и статистической физики, при расчете средних значений основных характеристик многоатомных продуктов распыления был использован статистический подход на основе полученных вероятностей распыления и энергетического распределения распыленных кластеров. Результаты. Получены выражения для численного расчета средних значений числа атомов и заряда кластеров в зависимости от температуры поверхности металла, получено точное аналитическое выражение для среднего значения энергии распыленных кластеров. В качестве примера рассчитаны средние значения числа атомов, заряда и энергии для распыленных кластеров ниобия, тантала, серебра и железа, проведено сравнение полученных результатов с имеющимися экспериментальными данными. Выводы. Согласие результатов с экспериментом еще раз подтвердило правильность предложенного нами теоретического подхода к описанию эмиссии многоатомных частиц в процессе ионного распыления металла. Помимо фундаментальной и теоретической значимости, полученные результаты могут быть использованы для сравнения с новыми экспериментальными данными.
Ключевые слова:
ионное распыление, твердое тело, кластеры, среднее число атомов, средний заряд, средняя энергия.
Образец цитирования:
С. А. Кочкин, “Средние значения числа атомов, заряда и энергии кластеров при ионном распылении металла”, Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки, 2019, № 2, 87–97
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/ivpnz122 https://www.mathnet.ru/rus/ivpnz/y2019/i2/p87
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 27 | PDF полного текста: | 10 | Список литературы: | 8 |
|