Published April 2004 | Version v1
Journal article

Computer simulation of sputtering of Cu(111) and Ni(111) surfaces under the action of accelerated beams of ions and clusters

  • 1. Sankt-Peterburgskij Gosudarstvennyj Politekhnicheskij Univ., Sankt-Peterburg (Russian Federation)

Description

The self-sputtering of Cu(111) and Ni(111) surfaces under bombardment with CuN and NiN (1 ≤ N ≤ 55) atomic ions multiatomic clusters with energy per one incident atom (E/N = 500 eV/atom) is investigated by means of classical molecular dynamics method. As a result of performed simulation, a number of pronounced non-linear effects in sputtering (such as a non-additive increase of sputtering yield, late emission, change of energy-angular spectra of secondary emission) are observed in case of bombardment with clusters of more than 10 atoms. These effects take place due to formation of a dense collisional cascade and a post-cascade heat spike in the irradiated material. In the framework of the study the influence of electron deceleration and electron-phonon coupling on features of collisional cascade development and secondary emission is discussed/ It is shown that in spite of nearby atomic numbers of Cu and Ni, the influence of interaction between atoms and electronic subsystem of the target on secondary emission is more pronounced for Ni

Abstract (Russian)

Исследовано с помощью метода классической молекулярной динамики самораспыление поверхности граней (111) Cu и Ni при бомбардировке одноатомными и многоатомными кластерами CuN и NiN (1 ≤ N ≤ 55), при одинаковой энергии на один налетающий атом (E/N = 500 эВ/атом). В результате проведенного моделирования показано, что при бомбардировке кластерами, содержащими более десяти атомов, наблюдается ряд характерных нелинейных эффектов при распылении (таких как неаддитивное возрастание коэффициента распыления, поздняя эмиссия, изменение характера энерго-угловых спектров эмиссии вторичных частиц). Данные эффекты обусловлены возникновением плотного каскада атомных соударений и пост-каскадного теплового пика в облучаемом материале. Обсуждается влияние процессов электронного торможения и электрон-фононного взаимодействия на особенности развития столкновительного каскада и характер вторичной эмиссии. Показано, что несмотря на близкие атомные номера меди и никеля, влияние взаимодействий атомов с электронной подсистемой мишени на вторичную эмиссию оказывается более существенным у никеля

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Modelirovanie raspyleniya poverkhnosti Cu(111) i Ni(111) pod vozdejstviem puchkov uskorennykh ionov

Publishing Information

Journal Title
Poverkhnost'. Rentgenovskie, Sinkhrotronnye i Nejtronnye Issledovaniya
Journal Issue
no.4
Journal Page Range
p. 23-27
ISSN
1028-0960

Conference

Title
33. International conference on physics of interaction of charged particles with crystals
Original Conference Title
XXXIII Mezhdunarodnaya konferentsiya po fizike vzaimodejstviya zaryazhennykh chastits s kristallami
Dates
27-29 May 2003
Place
Moscow (Russian Federation)

INIS

Country of Publication
Russian Federation
Country of Input or Organization
Russian Federation
INIS RN
36037887
Subject category
S36: MATERIALS SCIENCE;
Resource subtype / Literary indicator
Conference
Descriptors DEI
ATOMIC CLUSTERS; CLUSTER BEAMS; COMPUTERIZED SIMULATION; COPPER; COPPER ISOTOPES; ELECTRON-PHONON COUPLING; ION BEAMS; MOLECULAR DYNAMICS METHOD; MONOCRYSTALS; NICKEL; NICKEL ISOTOPES; SECONDARY EMISSION; SPUTTERING; SURFACES
Descriptors DEC
BEAMS; CALCULATION METHODS; COUPLING; CRYSTALS; ELEMENTS; EMISSION; ISOTOPES; METALS; SIMULATION; TRANSITION ELEMENTS

Optional Information

Notes
28 refs., 2 figs., 2 tabs.