教程#2——靶的混合和溅射 前一个教程介绍了如何设置 TRIM、如何确定一个 n 型井的注入离子和能量以及如何估算在注入过程中的损伤
这个教程将介绍其它离子与固体的相互作用
界面混合和溅射 界面混合是原子从一层靶被输运到另一层靶的过程
通常这是不希望产生的效应
我们已经看到了离子如何将大量的能量转移给反冲原子并使其移动很长的距离,产生显著的级联碰撞(参阅四教程)
当一个反冲原子穿过一个靶层进入另一个时,该靶层就被污染了
然而有一些特例是特意应用反冲混合进行材料改性,这个过程被叫做“反冲注入”
这个技术用于一些操作起来很难或者具有危险性的材料的注入
一个例子是包含放射性物质材料的合成
例如将很薄的一层钙沉积在硅靶上,然后将其放置在一个核反应堆中使钙转化成射性同位素
之后硅靶被放置在离子注入机中并将大剂量的氙(Xe)注入到钙层中去
氙离子就会将一些放射性物质撞击到硅靶中去并使其停留于其中
在移除所有剩余在表面的钙原子后,含有放射性钙的硅靶就可以被安全地处理了
若需要提供一个能释放出放射性离子(此处来自于钙原子)而危险性又远低于纯的放射性钙靶的样品,这样的一个靶是很合适的
溅射是和反冲注入相反的一个过程
表面原子通过产生的级联反冲往回冲出靶,并具有足够的能量能够离开靶并脱离靶表面
表面会施加给原子一种结合力,即所谓表面结合能Esurf
由于靶表面的原子并不是在一个面上被束缚住的,因而要使它从其晶格中移位所需的能量比它在固体内部被其他原子围绕时要小
一个表面原子所受到的电子约束更小
对固体而言,Esurf 通常小于移位能 Edisp
点击桌面上的图标打开 SRIM 软件
在操作界面上点击键打开 TRIM 设置窗口
窗口将生成 12 个例子的输入,它们展示了在不同的应用中 TRIM 可以如何被使用
点击按键:查看 TRIM 计算的各种输入参数