инок та їх комплексів (іонно-іонна емісія, іонно електронна емісія, розпорошення, іонно-стимульована десорбція з поверхні твердого тіла), випускання електромагнітного випромінювання з широким спектром частот (іонолюмінесценція, іонно-фотонна емісія, рентгенівське випромінювання), різні радіаційні процеси, в тому числі утворення дефектів як в об'ємі твердого тіла, так і на його поверхні (рис. 3). Спочатку всіх процесів - зіткнення іона з атомом твердого тіла, результатом якого є перерозподіл енергії та імпульсу бомбардир іона між розсіяним іоном і атомом мішені. Зіткнення призводить до виникнення протяжних послідовностей зіткнень (наприклад: динамічні краудіонів - одномірне згущення в розташуванні атомів або іонів в кристалі) і каскадів атомних зіткнень, а також процесів, що супроводжують розбудову електронних оболонок партнерів зіткнення, що й обумовлює всю сукупність вторинних процесів, викликаних іонним бомбардуванням. На відміну від атомних зіткнень в газах зіткнення в твердих тілах характеризуються малістю міжатомних відстаней, а також наявністю впорядкованості в розташуванні атомів і колективізованих електронів. Малість міжатомних відстаней в порівнянні з газами призводить до того, що при розрахунку послідовних зіткнень необхідно враховувати відмінності в потенціалах взаємодії зіштовхуються частинок, зсув рассеивающего атома за час зіткнення, а також можливість одночасного (або майже одночасного) зіткнення атома або іона відразу з двома і більше атомами мішені.
Упорядкованість в розташуванні атомів приводить до того, що послідовності зіткнень можуть виявитися корельованими, що обумовлює сильні орієнтаційні ефекти як у проходженні іонів через речовину, так і в різних емісійних та радіаційних процесах. Наявність колективізованих електронів призводить до дисипації енергії (перехід частини енергії упорядкованих процесів в енергію невпорядкованих процесів, зокрема в тепло) при проходженні іонів через речовину навіть у тих випадках, коли рухомий іон не відчуває сильних (тобто з відхиленням на великий кут) зіткнень з атомами твердого тіла, зокрема при Каналування заряджених частинок (рух заряджених частинок всередині монокристала уздовж каналів raquo ;, утворені паралельними рядами атомів або площин). Іонна бомбардування спостерігається в природних умовах (наприклад, іонне бомбардування штучних супутників Землі в навколоземному і космічному просторах), в лабораторних умовах (наприклад, в електромагнітних роздільниках ізотопів). Вона ефективно використовується в мікроелектроніці для легування напівпровідників.
Рис. 3
3. Електронно-іонна емісія
Взаємодія іонів з кристалами викликає ряд явищ, у тому числі емісії електронів та іонів. При взаємодія іонів з поверхнею тіла спостерігається емісія електронів, яка характеризується коефіцієнтом іонно-електронної емісії, рівним відношенню числа емітованих електронів ne до кількості які потрапили за цей же час на тугіше поверхню мішені іонів np, т.е.
.
Для однозарядних іонів
,
де ie і ip - сила струму електронів йдуть від емітера, і сила струмів іонів, що падають на емітер. У разі емісії під вплив іонів із зарядом
ze
емітуються електрони виникають в результаті двох різних процесів: процесу, пов'язаних з порушенням електронів тіла за рахунок кінетичної енергії падаючого іона, і процесу, обумовленого збудженням електронів тіла за рахунок потенційної енергії електронів емітера в поле іона. Перший вид емісії називається кінетичної, другий - потенційної іонно-електронної емісією. Кожна з них характеризується своїми коефіцієнтами кінетичної і потенційної емісії:? до і? п.
При наявності обох емісії вимірюваний на досвіді повний коефіцієнт? дорівнює їх сумі:
? =? до +? п.
Далі будуть розглянуті основні закономірності та механізми кінетичної і потенційної іонно-електронних емісій окремо.
. Потенційна іонно-електронна емісія
Дане явище було відкрито в 1928р. Пеннінга. Досліджуючи залежність? від енергії падаючих іонів Єр, він виявив, що для деяких сортів іонів і типів мішеней ординати кривої? (Ер) при наближенні Ер до нуля прагнуть не до нуля, але до деякому значенню кінцевому значенню? п0 (рис.4, а). Це показало, що існують випускання електронів, не пов'язане з кінетичної енергією падаючих іонів. Наприклад, при взаємодія іонів гелію (Не +) з нікелевої (Ni) мішенню? п0=0,09. Ця величина і є? п (Ер=0), причому сильне зростання? зі збільшенням Ер і малі значення? п, отримані в даному прикладі, обумовлені недостатньо чистою поверхнею досліджуваної мішені. Дослідження...
