Ионно-лучевое перемешивание в слоистых системах

Abstract

При малых дозах облучения (ионами He+ до Φ ≤ 5⋅1020 ион/м2 и ионами Ar+до Φ ≤ 1,3⋅1018 ион/м2) толщина силицидных фаз на межфазных границах раздела Mo-на-Si и Si-на-Mo увеличивается одинаково и линейно с дозой облучения. Средний атомный состав аморфных перемешанных зон соответствует сплаву состава MoSi8,2 и MoSi3,9 при облучении ионами He+ и Ar+соответственно. При увеличении дозы облучения наблюдается уменьшение плотности аморфных перемешанных зон. На температурной зависимости ионно-лучевого перемешивания многослойных структур Mo/Si, облученных ионами He+, наблюдаются два участка: 1 – слабой зависимости (Tобл ≤ 260°C), 2 – сильной зависимости (Tобл > 260°C) от температуры облучения. Энергии активации ионно-лучевого перемешивания для указанных участков составляют Q1 ≈ 0,02 эВ и Q2 ≈ 0,5 эВ соответственно. Особенности ионно-лучевого перемешивания объясняются на основе перемешивания в субкаскадах столкновений.

При малих дозах опромінення (йонами He+ до Φ ≤ 5⋅1020 йон/м2 та йонами Ar+ до Φ ≤ 1,3⋅1018 йон/м2) товщина силіцидних фаз на міжфазних межах поділу Mo-на-Si і Si-на-Mo збільшується однаково і лінійно з дозою опромінення. Середній атомовий склад аморфних перемішаних зон відповідає стопу MoSi8,2 і MoSi3,9 при опроміненні йонами He+ і Ar+ відповідно. При збільшенні дози опромінення спостерігається зменшення густини аморфних перемішаних зон. На температурній залежності йонно-променевого перемішування багатошарових структур Mo/Si, опромінених йонами He+ спостерігаються дві ділянки: 1 – слабкої залежности (Tопр ≤ 260°C), 2 – сильної залежности (Tопр > 260°C) від температури опромінення. Енергія активації йонно-променевого перемішування на зазначених ділянках складає Q1 ≈ 0,02 еВ і Q2 ≈ 0,5 еВ відповідно. Особливості йонно-променевого перемішування пояснюються на основі перемішування у каскадах зіткнень.

Thickness of silicide phases at Mo-on-Si and Si-on-Мо interfaces increases identically and linearly with a dose of irradiation at the small doses (by He+ions to Φ ≤ 5⋅1020 ion/m2 and Ar+ ions to Φ ≤ 1.3⋅1018 ion/m2). Mean atomic composition of amorphous intermixed zones corresponds to alloys of MoSi8.2 and MoSi3.9 compositions under the irradiation by He+ and Ar+ ions, respec tively. Density of the amorphous intermixed areas decreases when the irra diation dose increases. There are two areas corresponding to weak depend ence (Tirr ≤ 260°C) and strong dependence (Tirr > 260°C) of ion-beam mixing of Mo/Si multilayered structures irradiated by He+ on irradiation temperature. Activation energies of the ion-beam mixing are equal Q1 ≈ 0.02 eV и Q2 ≈ 0.5eV for the indicated areas, respectively. The features of the ion-beam mixing are explained by mixing in collision subcascades.