Структурная перестройка углеродной мишени в термоупругих пиках ионов ¹²C⁺ и ⁴⁰Ar⁺ низких энергий

Abstract

В модели термоупругого пика (ТУП) низкоэнергетического иона, исследуются условия образования тетраэдрического углерода (ta-C) при имплантации в углеродную мишень ионов ¹²C⁺ и ⁴⁰Ar⁺ с энергией от 25 до 1000 эВ. Получены зависимости радиуса, температуры и давления в ТУП от энергии иона. На фазовой (P,T)- диаграмме углерода построены траектории точек, соответствующих состоянию вещества в ТУП ионов в ходе тепловой релаксации. На основе расположения траектории относительно фазовых границ качественно исследуется возможность образования ta-C в ТУП. Определяется эффективность перестроек «sp²→ sp³ » в ТУП в зависимости от сорта и энергии иона.

В моделі термопружного піка (ТПП) низкоенергетичного іона досліджуються умови створення тетраедричного вуглецю (ta-C) при імплантації у вуглецеву мішень іонів ¹²C⁺ та ⁴⁰Ar⁺ з енергією від 25 до 1000 еВ. Були одержані залежності радіусу, температури та тиску в ТПП від енергії іона. На фазовій P,T-діаграмі вуглецю були побудовані траєкторії точок, відповідаючих стану речовини в ТПП іонів в ході теплової релаксації. На основі розташування траєкторії відносно ліній розподілу фаз якісно досліджується можливість створення ta-C в ТПП. Визначається ефективність перебудов «sp²→ sp³ » в ТПП в залежності від сорта та енергії іона.

The conditions of tetrahedral carbon (ta-C) origination at implantation of ¹²C⁺ and ⁴⁰Ar⁺ ions with energy 25 to 1000 eV in carbon target are investigated in the model of thermoelastic peak (TEP) of low energy ion. The dependences of radius, temperature and pressure in TEP on the ion energy are obtained. On the phase P,T- diagram of carbon, the trajectories of the points corresponding to the matter state in ion TEPs in the course of thermal relaxation are set. On the basis of location of trajectory relative to phase boundaries, the possibility of ta-C formation in TEP is qualitatively investigated. The effectiveness of «sp²→ sp³ » rearrangements in TEP is determined depending on sort and energy of the ion.