WikiSort.ru - Не сортированное

Зависимость от энергии падающих частиц

Коэффициент распыления, равный нулю при энергии падающего иона меньше пороговой, быстро возрастает вплоть до энергий в несколько сотен электронвольт, где распыление становится существенным. В случае, когда относительные атомные массы материала мишени ${\displaystyle Z_{t}}$ и падающего иона ${\displaystyle Z_{i}}$ большие и не слишком разные ${\displaystyle (0{,}2\lesssim Z_{t}/Z_{i}\lesssim 5;Z_{t},Z_{i}>>1)}$ , хорошим приближением для коэффициента распыления является выражение^[2]:

${\displaystyle \gamma _{\mathrm {sput} }={\frac {0{,}06}{{\mathcal {E}}_{t}}}{\sqrt {Z'}}\left({\sqrt {{\mathcal {E}}_{i}}}-{\sqrt {{\mathcal {E}}_{\mathrm {thr} }}}\right)}$ , где

${\displaystyle Z'={\frac {2Z_{t}}{(Z_{i}/Z_{t})^{2/3}+(Z_{t}/Z_{i})^{2/3}}}}$ .

Таким образом, коэффициент распыления зависит от энергии падающих частиц, от их массы и от материала мишени. Следует отметить, что приведённые формулы верны лишь для одноатомных ионов и нейтральных атомов.

При больших энергиях падающих частиц приведённая зависимость нарушается по причине того, что возрастает глубина их проникновения в материал. Каскад столкновений происходит дальше от поверхности, а атомы на ней получают меньше энергии, что снижает вероятность их эмиссии. В результате зависимость от энергии имеет максимум, после которого коэффициент распыления снижается^[3].

Зависимость от угла падения частиц

При увеличении угла падения ${\displaystyle \theta }$ относительно нормали уменьшается глубина проникновения падающих частиц в материал. Каскад столкновений происходит ближе к поверхности, её атомы получают большую долю энергии. Направление импульса, передаваемого смещаемым атомам более благоприятно для распыления. Однако при слишком больших углах падения возрастает вероятность отражения падающей частицы электрическим полем на поверхности без существенной передачи импульса атомам мишени. Таким образом, зависимость от коэффициента распыления имеет максимум, определяемый формулой^[4]:

${\displaystyle \theta _{max}={\frac {\pi }{2}}-\left[{\frac {5\pi a_{0}^{2}N^{2/3}Z_{i}Z_{t}R_{y}}{{\mathcal {E}}_{i}\left(Z_{i}^{2/3}+Z_{t}^{2/3}\right)}}\right]^{1/2}}$ ,

где ${\displaystyle R_{y}}$  — Ридберг.

Как видно из приведённого соотношения, с ростом энергии ионов ${\displaystyle \theta _{max}}$ увеличивается.