ИОННАЯ БОМБАРДИРОВКА

ИОННАЯ БОМБАРДИРОВКА

поверхности твёрдых тел - приводит к возникновению взаимосвязанных процессов, основные из к-рых - объёмное и поверхностное рассеяние бомбардирующих ионов (в т. ч. и с изменением их зарядового состояния), эмиссия из разл. конденсированных сред заряж. и нейтральных частиц и их комплексов ( ионно-ионная эмиссия, ионно-электронная эмиссия, распыление, ионно-стимулированная десорбция с поверхности твёрдого тела), испускание эл.-магн. излучения с широким спектром частот (ионолюминесценция, ионно-фотонная эмиссия, рентг. излучение), разл. радиац. процессы, в т. ч. образование дефектов как в объёме твёрдого тела, так и на его поверхности (рис.).Первый этап всех процессов - элементарный акт столкновения иона с атомом твёрдого тела, результатом к-рого является перераспределение энергии и импульса бомбардирующего иона между рассеянным ионом и атомом мишени. Акт столкновения приводит к возникновению протяжённых последовательностей столкновений (напр., фокусоны, динамич. краудионы )и каскадов атомных столкновений, а также процессов, сопровождающих перестройку электронных оболочек партнёров столкновения, что и обусловливает всю совокупность вторичных процессов, вызванных И. б. <В отличие от атомных столкновений в газах столкновения в твёрдых телах характеризуются малостью межатомных расстояний, а также наличием упорядоченности в расположении атомов и коллективизированных электронов. Малость межатомных расстояний по сравнению с газами приводит к тому, что при расчёте последоват. столкновений необходимо учитывать различия в потенциалах взаимодействия сталкивающихся частиц, смещение рассеивающего атома за время столкновения, а также возможность одновременного (или почти одновременного) столкновения атома либо иона сразу с двумя и более атомами мишени. Упорядоченность в расположении атомов приводит к тому, что последовательностистолкновений могут оказаться коррелированными, что обусловливает сильные ориентац. эффекты как в прохождении ионов через вещество, так и в разл. эмиссионных и радиац. процессах. Наличие коллективизированных электронов приводит к диссипации энергии при прохождении ионов через вещество даже в тех случаях, когда движущийся ион не испытывает сильных (т. е. с отклонением на большой угол) столкновений с атомами твёрдого тела, в частности при каналировании заряженных частиц. И. б. наблюдается в естеств. условиях (напр., ионная бомбардировка искусств, спутников Земли в околоземном и космич. пространствах), в лаб. условиях (напр., в эл.- магн. разделителях изотопов; см. Изотопов разделение). Она эффективно используется в микроэлектронике для легирования полупроводников

Схема основных процессов, обусловленных ионной бомбардировкой твёрдого тела. Показаны различные виды эмиссий заряженных и нейтральных частиц и различные виды радиационных дефектов.

(см. Ионная имплантация), микролитографии, а также для целенаправленного изменения свойств твёрдых тел, в т. ч. для упрочнения их поверхностей и др. <Лит.: Лейман К., Взаимодействие излучения с твёрдым телом и образование элементарных дефектов, пер. с англ., М., 1979; Ion bombardment modification of surfaces. Fundamentals and applications, ed. by O. Auciello, R. Kelly, N. Y., 1984; Mashkova E. S., Molchanov V. A., Medium-Energy ion reflection from solids, Amst., 1985; Тилл У., Лаксон Д ж., Интегральные схемы. Материалы, приборы, изготовление, пер. с англ., М., 1985. Е. С. Машкова, В. А. Молчанов.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.