Обсуждение экспериментальных результатов. Полученные данные по изменению микротвердости поверхности образцов, облученных полиэнергетическим пучком ионов Не+ и Ar+ , свидетельствуют о влиянии дозы облучения. Наибольший эффект упрочнения поверхности материалов наблюдается при облучении сложнолегированных материалов (сталей 12Х18Н10Т, 0Х16Н15М3Б) ионами Не+ и чистых металлов (Ве, Al, Сu) ионами Ar .
Е -- ширина энергетического распределения на его полувысоте; Е -- средняя энергия ионов в пучке).
Как показали результаты исследования топографии поверхности облученных образцов, при воздействии полиэнергетическим пучком ионов рельеф поверхности претерпевает непрерывное изменение. Причем в диапазоне доз облучения D = 1 * 1020--1 * 1022ион /м2 формирование топографии поверхности связано в основном с образованием углублений на участках с характерными линейными размерами Lб= 1--10 мкм. Поскольку изменения рельефа поверхности (образование впадин -- выступов) проходят на относительно протяженных участках, их влияние на условия измерения Н оказываются незначительными. Анализ профилограмм облученных поверхностей и построенных гистограмм отклонений поверхности от средней линии выявляют некоторые отличия в процессе формирования рельефа поверхности для разных сочетаний атомная масса иона -- атомная масса мишени, которые заключаются в следующем: при облучении ионами с М1, > Мг (Аг--Be, Ar--Аl) рельеф поверхности определяется образованием впадин -- выступов с характерными размерами меньше ?Y < ±0,1 мкм (см. рис. 4, а); при облучении ионами с атомной массой, близкой к массе мишени, М1--Мг (Не--Be, Ar--Сu) шероховатость поверхности формируется за счет образования как впадин, так и выступов с величиной отклонения ?Y < ± 0,5 мкм, что подтверждается изменением гистограмм распределения N( ? Y) (см. рис. 4, б).
Полученные результаты свидетельствуют о наличии нескольких процессов формирования рельефа поверхности при облучении материалов полиэнергетическим пучком ионов Не+ и Аг+ которые, видимо, связаны с особенностью развития каскадов смещения в приповерхностных слоях материалов [4, 5].
Анализ зависимостей коэффициентов распыления SP(E) материалов при распылении полиэнергетическим пучком ионов Не+ позволяет сделать заключение, что одновременное, облучение ионами разных энергий приводит к изменению состояния приповерхностного слоя, ответственного за выход смещенных атомов к поверхности (например, более интенсивное образование дефектов и снижение энергии связи атомов в приповерхностном слое). В результате чего вероятность выхода в вакуум смещенных атомов увеличивается и коэффициент распыления растет. Отсутствие различий в Sp(E) при распылении полиэнергетическим пучком ионов аргона с разной величиной ?, по-видимому, связано с наличием релаксационных механизмов, которые интенсивно действуют при облучении тяжелыми ионами [6,7]. Обнаруженное изменение величин коэффициентов распыления с увеличением дозы облучения, видимо, связано, с одной стороны, с формированием равновесного рельефа поверхности, а с другой -- с образованием стабильной дефектней структуры в приповерхностном слое [8].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. А.И. Акишин, Л.С. Новиков, Космонавтика, астрономия, 3/1985, М.:Знание 1985
2. Волков Н.В., Калин Б.А. Ионный ускоритель ВОКАЛ //Материаловедческие вопросы атомной техники. М.: Энергоатомиздат, 1991. С. 64 - 67.
3. Плешивцев Н. В. Катодное распыление. М.: Энергоатомиздат, 1967.
4. Almen О. Е., Bruce G. The experiments for bombardment and sputcring gas ions//J. Nucl. Instr. Methods. 1961. V. 11. P. 257 - 263.
5. Berich R. Sputtering by purticle bombardment//J. Solids. 1981. P. 281.
6. Бериш. Р. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. М.: Мир, 1984.
7. Мейер Дж., Эриксон Л., Дэвис Дж. Ионное легирование полупроводников. М.: Мир, 1973.
8. Лейман К. Взаимодействие излучения с твердым телом и образование элементарных дефектов. М.: Атомиздат, 1979.