Эффект скорости при синтезе нанопор с некруговым поперечным сечением методом травления треков быстрых тяжелых ионов в оливине

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследован эффект скорости при синтезе нанопор с некруговым поперечным сечением методом травления треков быстрых тяжелых ионов в оливине. Разработанная атомистическая модель травления оливина, облученного быстрыми тяжелыми ионами, предсказывает возможность синтезировать в нем нанопоры с некруговым поперечным сечением. Модель состоит из связанных блоков, описывающих последовательные стадии формирования и травления трека. Модель Монте-Карло TREKIS описывает начальные электронное и решеточное возбуждения в наноразмерной окрестности траектории налетающего иона. Эти результаты используют в качестве начальных условий для молекулярно-динамического моделирования структурных изменений вдоль траектории. Полученные координаты атомов после остывания структурно-поврежденной области служат исходными данными для оригинальной атомистической модели травления треков в оливине. Результаты применения модели показывают, что можно управлять поперечным сечением этих пор, изменяя ориентацию кристалла относительно направления облучения. Представленные результаты моделирования для ионов Xe демонстрируют, что размер получаемых пор зависит от скорости налетающего иона, а не только от его линейных потерь энергии.

Об авторах

С. А. Горбунов

Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: gorbunovsa@lebedev.ru
Россия, Москва

П. А. Бабаев

Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН

Email: gorbunovsa@lebedev.ru
Россия, Москва

А. Е. Волков

Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН

Email: gorbunovsa@lebedev.ru
Россия, Москва

Р. А. Воронков

Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН

Email: gorbunovsa@lebedev.ru
Россия, Москва

Р. А. Рымжанов

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gorbunovsa@lebedev.ru
Россия, Дубна

Список литературы

  1. Komarov F.F. // Physics-Uspekhi. 2017. V. 60. P. 435.
  2. Kozhina E.P., Bedin S.A., Nechaeva N.L., Podoyni-tsyn S.N., Tarakanov V.P., Andreev S.N., Grigoriev Y.V., Naumov A.V. // Appl. Sci. 2021. V. 11. P 1375. https://doi.org./10.3390/APP11041375
  3. Apel P. // Radiat. Meas. Pergamon. 2001. V. 34. № 1–6. P. 559. https://doi.org./10.1016/S1350-4487(01)00228-1
  4. Barth W., Bayer W., Dahl L., Groening L., Richter S., Yaramyshev S. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2007. V. 577. № 1–2. P. 211. https://doi.org./10.1016/J.NIMA.2007.02.054
  5. Apel P.Y. // Radiat. Phys. Chem. 2019. V. 159. P. 25. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2019.01.009
  6. Hadley A., Notthoff C., Mota-Santiago P., Hossain U.H., Kirby N., Toimil-Molares M.E., Trautmann C., Kluth P. // Nanotechnology. 2019. V. 30. № 27. P. 274001. https://doi.org./10.1088/1361-6528/ab10c8
  7. Bruschi L., Mistura G., Prasetyo L., Do D.D., Dipalo M., De Angelis F. // Langmuir. 2018. V. 34. № 1. P. 106. https://doi.org./10.1021/ACS.LANGMUIR.7B03695
  8. Wu K., Chen Z., Li X. // Chem. Eng. J. 2015. V. 281. P. 813. https://doi.org./10.1016/J.CEJ.2015.07.012
  9. Prakash S., Pinti M., Bellman K. // J. Micromechan. Microeng. 2012. V. 22. № 6. P. 067002. https://doi.org./10.1088/0960-1317/22/6/067002
  10. Patterson N., Adams D.P., Hodges V.C., Vasile M.J., Michael J.R., Kotula P.G. // Nanotechnology. 2008. V. 19. № 23. P. 235304. https://doi.org./10.1088/0957-4484/19/23/235304
  11. Lang M., Voss K., Neumann R., Al E. // GSI Sci. Rep. 2005. 2006. V. 3. P. 343.
  12. Alexeev V., Bagulya A., Chernyavsky M., Gippius A., Goncharova L., Gorbunov S., Gorshenkov M., Kalini-na G., Konovalova N., Liu J. et al. // Astrophys. J. 2016. V. 829. № 2. P. 120. https://doi.org./10.3847/0004-637x/829/2/120
  13. Bagulya A.V., Kashkarov L.L., Konovalova N.S., Okat’eva N.M., Polukhina N.G., Starkov N.I. // JETP Lett. 2013. V. 97. № 12. P. 708. https://doi.org./110.1134/S0021364013120047
  14. Rymzhanov R.A., Gorbunov S.A., Medvedev N., Volkov A.E. // Nucl. Instrum Methods Phys. Res. B. 2019. V. 440. P. 25. https://doi.org./10.1016/j.nimb.2018.11.034
  15. Medvedev N., Volkov A.E., Rymzhanov R., Akhmetov F., Gorbunov S., Voronkov R., Babaev P. // J. Appl. Phys. 2023. V. 133. № 10. P. 100701. https://doi.org./10.1063/5.0128774
  16. Medvedev N.A., Rymzhanov R.A., Volkov A.E. // J. Phys. D. 2015. V. 48. № 35. P. 355303. https://doi.org./10.1088/0022-3727/48/35/355303
  17. Thompson A.P., Aktulga H.M., Berger R., Bolintinea-nu D.S., Brown W.M., Crozier P.S., in’t Veld P.J., Kohlmeyer A., Moore S.G., Nguyen T.D., Shan R., Stevens M.J., Tranchida J., Trott C., Plimpton S.J. // Comput. Phys. Commun. 2022. V. 271. P. 108171. https://doi.org./10.1016/J.CPC.2021.108171
  18. Gorbunov S.A., Babaev P.A., Rymzhanov R.A., Volkov A.E., Voronkov R.A. // J. Phys. Chem. C. 2023. V. 127. № 10. P. 5090. https://doi.org./10.1021/acs.jpcc.2c07236
  19. Gulbekyan G., Gikal B., Kalagin I., Kazarinov N. // Phys. Part. Nucl. Lett. 2010. V. 7. № 7. P. 511. https://doi.org./10.1134/S1547477110070186
  20. Matsui M. // Geophys. Res. Lett. 1996. V. 23. № 4. P. 395. https://doi.org./10.1029/96GL00260
  21. Luce R.W., Bartlett R.W., Parks G.A. // Geochim. Cosmochim. Acta. 1972. V. 36. № 1. P. 35. https://doi.org./10.1016/0016-7037(72)90119-6
  22. Pokharel R., Gerrits R., Schuessler J.A., von Blancken-burg F. // Chem. Geol. 2019. V. 525. P. 18. https://doi.org./10.1016/J.CHEMGEO.2019.07.001

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024