Катодне розпорошення

Катодне розпорошення
Іонну розпилення, руйнування негативного електрода (катода) в газовому розряді під дією ударів позитивних іонів. У більш широкому сенсі - руйнування твердої речовини при його бомбардуванні зарядженими або нейтральними частками. К. р. , З одного боку, небажане явище, яке зменшує термін служби електровакуумних приладів (Див.
іонну розпилення, руйнування негативного електрода (катода) в газовому розряді під дією ударів позитивних іонів. У більш широкому сенсі - руйнування твердої речовини при його бомбардуванні зарядженими або нейтральними частками. К. р. , З одного боку, небажане явище, яке зменшує термін служби електровакуумних приладів (Див. Електровакуумні прилади); з ін. боку, К. р. має практичне застосування для очищення поверхонь, виявлення структури речовини (іонне травлення), нанесення тонких плівок, для отримання спрямованих молекулярних пучків (Див. Молекулярні і атомні пучки) і т. д. бомбардир іони, проникаючи в глиб мішені, викликають зміщення її атомів. Ці зміщені атоми, в свою чергу, можуть викликати нові зсуви і т. Д. Частина атомів при цьому досягає поверхні речовини і виходить за її межі. При певних умовах частинки можуть залишати поверхню мішені у вигляді іонів (див. Іонна емісія). В монокристалах найбільш сприятливі умови для виходу частинок складаються в напрямках, де щільність упаковки атомів найбільша. У цих напрямках утворюються ланцюжки зіткнень (фокусони), за допомогою яких енергія і імпульс зміщених часток передаються з найменшими втратами. Істотну роль при К.р. відіграє процес каналювання іонів, що визначає глибину їх проникнення в мішень (див. Каналування заряджених частинок). К. р. спостерігається при енергії іонів E вище деякої величини E 0 , званим порогом К. р. Значення E 0 для різних елементів коливаються від одиниць до декількох десятків ев . Кількісно К. р. характеризується коефіцієнтом розпилення S , що дорівнює кількості атомів, вибитих одним іоном. Поблизу порога S дуже мало (10 -5 атомів / іон), а при оптимальних умовах S досягає декількох десятків. Величина S не залежить від тиску газу при малих тисках р <13, 3 н / м 2 (0, 1 мм рт . ст .), але при р > 13, 3 н / м 2 (0, 1 мм рт . см .) відбувається зменшення S за рахунок збільшення числа частинок, що осідають назад на поверхню. На величину S впливають як властивості бомбардують іонів - їх енергія E i ( рис. 1 ), маса M i ( рис. 2 ), кут падіння її на мішень ( рис. 3 ), так і властивості розпилюючи речовину - чистота поверхні, температура, кристалічна структура, маса атомів мішені. Кутовий розподіл часток, що вилітають з розпилюється поверхні, анізотропно. Воно залежить від енергії іонів, а для монокристалів також від типу кристалічної решітки і будови розпилюється межі. Осад з розпилюючи речовину, що утворюється на екрані, має вигляд окремих плям, причому симетрія картини осаду та ж, що і симетрії розпилюється межі і утворилися на ній в результаті К. р. фігур травлення ( рис. 4 ). Енергії розпорошених частинок коливаються від кількох часток ев до величин порядку енергії первинних іонів.Середні енергії розпилюються частинок складають зазвичай десятки ев і залежать від властивостей матеріалу мішені і характеристик іонного пучка. Літ. : Моргуліс Н. Д., Катодне розпорошення, "Успіхи фізичних наук», 1946, т. 28, ст. 2-3, с. 202; Плешивцев Н. В., Катодне розпорошення, М., 1968; Камінський М., Атомні і іонні зіткнення на поверхні металу, пров. з англ. , М., 1967; Томпсон М., Дефекти і радіаційні пошкодження в металах, пров. з англ. , М., 1971. В. Е. Юрасова. Рис. 1. Залежність коефіцієнта розпилення S мідної мішені від енергії

Е бомбардують іонів. Рис. 2. Залежність коефіцієнта розпилення S від маси бомбардують іонів

M i ( Е i = 400 ев ). Рис. 3. Залежність S від кута падіння α іонів, що бомбардують поверхню Cu, Ta, Fe, Pt (цифри вказують енергію іонів).

Pис. 4. Вгорі - осад, що утворюється на прозорому екрані, розташованому паралельно розпилюється межі монокристалу Сu [а - межі (100), б - межі (110), в - межі (111)], внизу - поглиблення, що виникають при цьому на поверхнях граней . Велика радянська енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. 1969-1978.