Исследование поведения профилей залегания имплантированных ионов Ti⁺ в наноструктурной пленке Nb в зависимости от угла падения ионов при низкотемпературном облучении. Компьютерное моделирование по программе SPURT.CRIS

Abstract

Методами математического моделирования, с использованием программного комплекса SPURT.CRIS, сгенерированы и исследованы профили залегания имплантированных ионов в зависимости от угла падения α ионов при облучении поверхности модельной наноструктурной пленки Nb ионами Ti⁺ . Энергия падающих ионов титана варьировалась от Е₁ = 0,5 кэВ до Е₄ = 2,0 кэВ, угол падения α изменялся в интервале 0…80º. На основании проведенных исследований получены угловые зависимости профилей первичного распределения имплантированных ионов в модельной наноструктурной пленке. Определены максимальные глубины залегания имплантированных ионов. Показано, что для различных углов падения при ионной обработке поверхности существуют оптимальные значения углов, при которых достигается максимальная концентрация ионов Ti⁺ в облучаемой пленке, что позволяет эффективно проводить процесс формирования поверхностных слоев материала с наперед заданными свойствами.

Методами математичного моделювання, з використанням програмного комплексу SPURT.CRIS, згенеровано та досліджено профілі залягання імплантованих іонів залежно від кута падіння α іонів при опроміненні поверхні модельної наноструктурної плівки Nb іонами Ti⁺. Енергія падаючих іонів титану варіювалася від Е₁ = 0,5 кеВ до Е₄ = 2,0 кеВ, кут падіння α змінювався в інтервалі 0…80º. На підставі проведених досліджень отримані кутові залежності профілів первинного розподілу імплантованих іонів у модельній наноструктурній плівці. Визначено максимальні глибини залягання імплантованих іонів. Показано, що для різних кутів падіння при іонній обробці поверхні існують оптимальні значення кутів, при яких досягається максимальна концентрація іонів Ti⁺ в плівці, що опромінюється, це дозволяє ефективно проводити процес формування поверхневих шарів матеріалу з наперед заданими властивостями.

The SPURT.CRIS code has been used for computer simulation of the Ti ions implantation in the Nb nanostructured film at low temperatures. The distributions of Ti⁺ implanted ions were generated and analyzed depending on both the ion energy (Eion) and irradiation angle (α). The ion energy and irradiation angle were varied in the range from 0.5 to 2.0 keV and from 0° to 80°, respectively. The maximal depths of the Ti⁺ implanted ions were evaluated using the generated distributions. It was shown that the maximal depth of Ti implanted ions in the Nb film is realized at the definite range of irradiation angles. This effect allows optimizing the process of film layers formation with the predetermined properties.