Иллюстрации к лекции 16

Принцип легирования ионной имплантацией с применением масок из SiO₂

Недостатком процесса ионной имплантации является то, что при постоянной энергии ионов невозможно получить глубоко залегающий переход с одновременным присутствием примеси на поверхности.

Формирование глубоких профилей: а - ступенчатый процесс; б - комбинирование имплантационной загонки с диффузионной разгонкой.

Зависимость плотности ниобиевых конденсатов от энергии ионов, полученных методом АИР. Степень ионизации γ=0.1, температура 300 К, ₀- плотность массивного ниобия.

Изменение пленки по глубине при атомно-ионном осаждении.

Пунктиром для сравнения нанесены данные изменения плотности по глубине термически осажденной пленки при t=26tmono и t=36tmono

Изменение величины <(Zs-<Zs>)²>, характеризующей шероховатость поверхности со временем осаждения. После термического осаждения пленки (отмечено на рисунке треугольными маркерами) осуществлялось атомно-ионное осаждение. Единица время t_mono соответствует полному заполнению одного монослоя кристаллита

Перемешивание

Формирование нелинейно-оптической структуры на основе наночастиц меди, внедрённых в матрицу SiO₂, методом динамического ионного перемешивания. Составляющие процесса: 1) электронно-лучевое распыление мишени из кварцевого стекла (штабик), 2) осаждение слоя SiO₂ на имплантируемый образец (подложка), 3) имплантация ионов Cu− (энергия 60 кэВ, флюенс до 1⋅10¹⁷ ионов/см²) в подложку SiO₂

Электронно-микроскопическое изображение поперечного среза МПК Mo/Si после облучения ионами He⁺ с энергией 40 кэВ и дозой 4·10¹⁶ см^-2. Подложка внизу.

Описанные выше структурные изменения в МПК Mo/Si, индуцируемые радиационным воздействием, существенно ухудшают рентгено-оптические характеристики рентгеновских зеркал за счет изменения геометрии и оптических констант слоев.

1. Процесс перемешивания сопровождается увеличением толщины перемешанных зон, уменьшением толщины слоев кремния, молибдена и периода в целом. Толщины перемешанных зон линейно возрастают с увеличением дозы облучения. Прирост перемешанных зон составляет ~1,2 нм и происходит преимущественно за счет их размытия в сторону слоев кремния и сопровождается снижением их плотности.

2. Ионное перемешивание происходит неравномерно по толщине покрытия. Наиболее ин-

тенсивно процесс идет вблизи подложки, где согласно расчетам наблюдается наибольшее выделение энергии при столкновениях.

3. Ионное перемешивание сопровождается генерацией сжимающих механических напряжений, которые нарастают с увеличением дозы облучения, достигая ~2,9 ГПа при дозе 4⋅10¹⁶ см^–2.

Иллюстрации к лекции 17.

Профили сегрегации элементов на границе зерна в облученной стали ЭИ-847 (Т_обл = 440 С; БОР-60): , ▲ — Si; □, ■ — Ni; ○, ● — Сr (, □, ○ — D = = 8 сна; Т_обл = 340 С; ▲, ■, ● — D = 13 сна

Обратный эффект Киркендалла по вакансионному механизму подтверждает, что предпочтительная миграция атомов возникает из-за различий в скорости обмена атомов и вакансий. Относительная частота перескоков каждой разновидности может быть определена из термических коэффициентов самодиффузии. Очевидно, что потоки атомов движутся в направлении, противоположном вакансионному потоку, таким образом, что наиболее медленно диф­фундирующий элемент обогащается на стоках точечных дефектов, в то время как быстро диффундирующие элементы обедняются.

Обратный эффект Киркендалла по межузельному механизму аналогичен вакансионному, однако в этом случае поток атомов движется в том же самом направлении, что и поток дефектов.