Коэффициенты отражения легких ионов от поверхности твердого тела
- Авторы: Афанасьев В.П.1, Лобанова Л.Г.1, Шульга В.И.2
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский университет “МЭИ”
- Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, НИИЯФ им. Д.В. Скобельцына
- Выпуск: № 7 (2024)
- Страницы: 97-102
- Раздел: Статьи
- URL: https://archivog.com/1028-0960/article/view/664799
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096024070133
- EDN: https://elibrary.ru/EUOGQT
- ID: 664799
Цитировать
Аннотация
Представлена аналитическая теория отражения легких ионов от твердых тел, основанная на методе решения задачи упругого рассеяния (метод Освальда–Каспера–Гауклера), успешно апробированном в теории электронного рассеяния. Решение граничной задачи отражения легких ионов от поверхности твердого тела построено на основе метода инвариантного погружения Амбарцумяна. Рассмотрено взаимодействие частиц с аморфными и поликристаллическими мишенями. Получены аналитические формулы расчета интегральных коэффициентов отражения частиц и энергии. Показано, что аналитическое решение удается получить только в рамках малоуглового приближения. Вывод аналитических решений построен на основе распределения отраженных легких ионов по длине пробега с учетом максимального остаточного пробега — “тормозного пути”. Показано, что в рамках аналитической теории коэффициенты отражения определяются двумя безразмерными параметрами: отношением остаточного пробега к транспортному пробегу и параметром экранирования. Проведено сравнение результатов теоретического рассмотрения с данными компьютерного моделирования. Численные расчеты выполнены для случая отражения протонов с начальной энергией E0 = 1–10 кэВ от мишеней Be, C, Cu и W для различной геометрии рассеяния. Полученные результаты расчетов коэффициентов отражения частиц и энергии показывают удовлетворительное согласие аналитических расчетов и компьютерного моделирования.
Об авторах
В. П. Афанасьев
Национальный исследовательский университет “МЭИ”
Автор, ответственный за переписку.
Email: v.af@mail.ru
Россия, Москва
Л. Г. Лобанова
Национальный исследовательский университет “МЭИ”
Email: lida.lobanova.2017@mail.ru
Россия, Москва
В. И. Шульга
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, НИИЯФ им. Д.В. Скобельцына
Email: vish008@yandex.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Машкова Е.С., Молчанов В.А. Применение рассеяния ионов для анализа твердых тел. М.: Энергоатомиздат, 1995. 174 с.
- Булгадарян Д.Г., Синельников Д.Н., Ефимов Н.Е., Курнаев В.А. // Известия РАН. Серия физическая. 2020. Т. 84. № 6. С. 903. https://www.doi.org/10.31857/S036767652006006X
- Bulgadaryan D., Kolodko D., Kurnaev V., Sinelnikov D. // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 748. № 1. P. 012016. https://www.doi.org/10.1088/1742-6596/748/1/012016
- Курнаев В.А., Машкова Е.С., Молчанов В.А. Отражение легких ионов от поверхности твердого тела. М.: Энергоатомиздат, 1985. 192 с.
- Mashkova E.S., Molchanov V.A. Medium energy ion reflection from solids. Amsterdam: North-Holland, 1985. 444 p.
- Калашников Н.П., Ремизович В.С., Рязанов М.И. Столкновения быстрых заряженных частиц в твердых телах. М.: Атомиздат, 1980. 272 с.
- Рязанов М.И., Тилинин И.С. Исследование поверхности по обратному рассеянию частиц. М.: Энергоатомиздат, 1985. 150 c.
- Экштайн В. Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела. М.: Мир, 1995. 319 c.
- Markin S.N., Primetzhofer D., Spitz M., Bauer P. // Phys. Rev. B. 2009. V. 80. № 20. P. 205105. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.80.205105
- Salvat-Pujol F., Werner W.S.M. // Phys. Rev. B. 2011. V. 83. № 19. P. 195416. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.83.195416
- Afanas’ev V.P., Efremenko D.S., Kaplya P.S. // J. Electron. Spectrosc. Relat. Phenom. 2016. V. 210. P. 16. https://www.doi.org/10.1016/j.elspec.2016.04.006
- Афанасьев В.П., Лобанова Л.Г., Шульга В.И. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2023. № 1. С. 86. https://www.doi.org/10.31857/S102809602301003X
- Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. М.: Наука, 1968. 344 с.
- Shulga V.I. // Radiat. Eff. 1984. V. 82. P. 169. https://www.doi.org/10.1080/00337578408215770
- Shulga V.I., Eckstein W. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1998. V. 145. № 4. P. 492. https://doi.org/10.1016/S0168-583X(98)00626-0
- Ziegler J.F. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1998. V. 136–138. P. 141. https://www.doi.org/10.1016/S0168-583X(97)00664-2 http://www.srim.org
- Koborov N. N., Kurnaev V. A., Telkovsky V. G., Zhabrev G. I. // Radiat Eff. Defects Solids. 1983. V. 69. № 1–2. P. 135. https://www.doi.org/10.1080/00337578308221731
- Tabata T., Ito R., Itikawa Y., Itoh N., Morita K. // Atomic Data Nucl. Data Tables. 1983. V. 28. № 3. P. 493. https://www.doi.org/10.1016/0092-640X(83)90004-9
- Фирсов О.Б. // ЖЭТФ. 1958. Т. 34. С. 447.
- Berger M.J., Coursey J.S., Zucker M.A., Chang J. // NIST Standard Reference Database 124. Last Update to Data Content: July 2017. NISTIR 4999. https://www.doi.org/10.18434/T4NC7P
Дополнительные файлы
