Явления на физической поверхности, подвергнутой воздействию ионов низких энергий тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени Л. Я. КАРПОВА

УДК 42:539.121.8.04 На правах рукописи

ПАНЕШ Анатолий Михайлович

ЯВЛЕНИЯ НА ФИЗИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ, ПОДВЕРГНУТОЙ ВОЗДЕЙСТВИЮ ИОНОВ НИЗКИХ ЭНЕРГИЙ

(01.04.17 — химическая, физика, в том числе физика горения и взрыва)

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Ейамени Научно-исследовательском физико-химическом институте имени Л.Я.Карлова. .

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук, профессор Юрасова В.Е.

доктор физико-математических наук, профессор Соловьев С.П.

доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Писарев A.A.

Ведущая организация - Всероссийский Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума.

Защита диссертации состоится " ¿>/¿1^4 1992 г. в / f часов на заседании Специализированного совета Д-138.02.04 при ордена Трудового .Красного Экамени Научно-исследовательском физико-химическом институте им. Д.Я.Карпова (103064, Москва, ул.Обуха, 10).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.' Автореферат разослан

(-¿KTMJß 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат химических наук /л (; . / Г.А.Валькова

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Проведенные в последние года исследования показали, что существует качественное различие объемных и поверхностных свойств твердого тела. Это, в свою очередь, привело к возникновению нового понятия - физической поверхности. Физическая поверхность все чаще рассматривается как новое, особое состояние вещества, наряду с газом, жидкостью, твердым телом и плазмой. Большинство исследователей оценивает глубину физической поверхности в несколько десятков ангстрем. Исследования физической поверхности, как и все исследования в физике твердого тела, развиваются двумя путями. Это - исследования имеющихся границ раздела фаз, в частности, границ атомарно-чистых поверхностей. И второе - исследование поверхностей раздела, модифицированных каким-либо воздействием. Очевидно, что наиболее перспективным на этом пути является контролируемое воздействие на поверхность. Примером такого, в значительной мере контролируемого воздействия является облучение твердого тела лучком атомов или ионов низких энергий (I кэВ). В силу малости своей энергии эти частицы при торможении не создают каскады атом-атомных соударений, рождая изолированные лары Френкеля. Пробег первичных частиц ограничен десятками ангстрем, поэтому их влияние ограничено областью физической поверхности. С точки зрения прикладной, область энергий (до I кэВ) представляет первостепенный интерес, поскольку именно здесь лежат пороговые энергии и энергии активации всех основных процессов, протекающих на физической поверхности при ее взаимодействии с ионным или атомным пучком. Важнейшими изних, рассмотренными в диссертации, являются: селективное распыление, имплантация и десорб-

дня адсорбированных молекул вод воздействием низкоэнергетических пучков, адсорбционно-десорбционные процессы на модифицированной поверхности, создание структурных дефектов и исследование процессов с их участием.

Взаимодействие ионов низких энергий с веществом изучено слабо. Фактически отсутствуют сведения о тех элементарных процессах, совокупность которых в итоге приводит к наблюдаемым ма1фо (и микро) изменениям свойств облучаемых тел. Поэтому одним из основных направлений экспериментальных исследований является развитие и совершенствование методов исследований. Условно все методы можно разделить на методы, фиксирующие или процессы или состояния. Примером последних могут служить спектр скошческие методы (Ose, термодесорбция и пр.). Методов, позволяющих непосредственно фиксировать процессы, изучать кинетику их протекания, в арсенале современных исследователей существенно меньше. Поэтому в диссертации большое внимание уделено развитию метода полупроводникового сенсора, обладающего большими достоинствами при относительной простоте.

Итак, в основу диссертации легло изучение процессов взаимс действия атомов, молекул и ионов низких энергий (KT^ Е ^ I кэ! с атомарно-чистыми и модифицированными поверхностями и развит» методов исследования этих процессов. Отсутствие в литературе систематических данпух по этим вопросам.позволяет утверждать, что в диссертации сформулировано новое научное направление: исследование свойств физической поверхности, модифицированной ионным пучком низких (Е ^ I кэВ) энергий.

Цель работы. Исследование характеристик и закономерностей процессов, протекающих на физической поверхности полупроводников и металлов, модифицированной низкоэнергетичесзшм ионным ил

эмным пучком, и развитие методов изучения этих процессов.

Основные задачи. I. Применение метода полупроводникового гсора для исследования процессов селективного распыления и шантации атомов при воздействии низкоэнергетических ионных [ейгральных пучков. 2. Развитие метода полупроводникового сен->а и исследование стимулированных ионами, электронами и воз-денными атомами процессов десорбции, диссоциации и адсорбцией способности на его поверхности. 3. Экспериментальное ис-дование сорбционных свойств поверхностей кремния и германия, ифицированных низкоэнергетическим пучком Аг+. 4. Разработка ественной модели образования дигидридных центров хемосорбции мов водорода на поверхности полупроводника. 5. Эксперименталь-исследование процессов в монокристаллах металлов, стимулиро-ных низкоэнергетичоским пучком Аг+. 6. Разработка адекватной эли образования и фазовых превращений включений на основе лов инертного газа. Научная новизна работы состоит в обнаружении ряда неизвест-ранее эффектов, структур и выявлении новых закономерностей, зеляций и возможностей аналитических методов. В работе впер- обнаружено явление изменения электропроводности оксидных проводников под воздействием атомов (в том числе возбужден-и ионов водорода, кислорода и инертных газов, возбужденных гав ртути ( Н^ -атомов);

- установлено, что скорость селективного распыления оксида а практически не зависит от знака заряда бомбардирующей час-

I

- показано, что процесс внедрения низкоэнергэтических ионов сид цинка носит пороговый характер; получены значения порох энергий внедрения для различных ионов;

- предложена качественная модель процессов, происходящих на поверхности оксида цинка при взаимодействии ее с ионами инертных газов низких энергий, пучками Н^ и СЕ>, -атомами;

- обнаружено увеличение в результате ионной бомбардировки адсорбционной способности поверхности полупроводникового сенсора по отношению к молекулам кислорода;

- предложена кластерная модель термодесорбции газа из сшц разупорядочеиного моноатомного вещества (металл, полупроводник]

- открыто явление одновременной десорбции молекул водорода и атомов инертного газа при температуре Т=900 К из облученного инертным газом кремния;

- установлено, что процесс десорбции молекулярного водоро да с поверхностей ¿>1 (100), $1 (III) сопровождается процессом их реконструкции.

Впервые при исследовании спектров ТИС атомов Аг из и Со при облучении их низкоэнергегическими ионами Аг+ обнаруже ны:

а/ явление перестройки спектров при изменении температурь и фипоенса облучения;

б/ участки аномальной термодесорбции в спектрах обратной термодесорбции;

в/ возникновение кристаллических включений с участием ап мов Аг, их плавление при температуре Т=(850-т860) К и испаренн при Т=1350 К.

Построена модоль, качественно объясняющая эксперименталь фиксируемые аффекты путем рассмотрения системы взаимодействую между собой аргон-вакансионных комплексов, возникающих при. об лучении металлов.

Практическая ценность работы:

- разработан набор специальных ячеек, позволяющих регист-лровать полупроводниковым сенсором возбужденные атомы и ионы яертных газов тепловых и низких энергий;

- разработаны методики приготовления окисных пленок, не-увствительных к облучению их возбужденными атомами ртути;

- предложен способ модификации поверхности оксидов, сос-эящий в обогащении поверхности металлическим компонентом путем энной бомбардировки;

- созданы новые типы детекторов для регистрации малых знцентраций атомов водорода на поверхности окиси цинка (конт-шь чистоты поверхности) и для детектирования пучков атомов гертных газов с энергией до 100 эВ;

- разработана новая методика определения профиля распределил имплантированных атомов с помощью гермодесорбционвой масс-юктроскопии;

- предложен новый способ обнаружения примесного водорода кремнии;

- предложен метод повышения чувствительности сенсора к ре-

*

[стращш Hg -атомов путем предварительного воздействия на [енки молекулярным кислородом;

- получены авторские свидетельства на способы детекгирова-:я возбужденных атомов инертных газов и ионов с тепловыми энер-:ями;

- получено авторское свидетельство на способ изменения сорб-онных свойств поверхности твердого тела.

Основные научные положения, выносимые•на защиту.

- доказательства возможности применения метода полулровод-кового сенсора для исследования процессов селективного распы-ния, имплантации, десорбции, диссоциации,протекавших на по-рхности сенсора;

- доказательства явления перестройки поверхностей монокристалла кремния и германия при хемосорбции на них водорода;

- результаты исследования состояний водорода на чистых и модифицировании жовннм пучком поверхностях кремния и германия;

- результаты исследования состояний атомов благородных газов, имплантированных в металлы низкоэнергетическим ионным пучком;

- доказательства существования фазовых переходов во включениях, образовавшихся при облучении монокристаллов № и ионами Аг+.

Апробация работы. Результаты, полученные в диссертации докладывалась на :

- Всесоюзном совещании по хемосорбции и ее роли в катализе (Москва, 1967 г.); координационном совещании по радиационному катализу и действию ионизирующих излучений на изоляторы и полупроводники (Киев, 1967 г.); - конференции по радиационной химия (Обнинск, 1969 г.); - 3 Международной конференции по каталитическим реакциям (Алма-Ата, 1971 г.); - Всесоюзных конференциях по "Взаимодействию атомных, частиц с твердым телом" (Киев - 1974 Харьков - 1971, 1976 г.г., Минск - 1978, 1981, 1984 г.г., Москва - 1987, 1989 г.г., Звенигород - 1991 г.); - Всесоюзном симпс зиумв по взаимодействию атомных частиц с твердым телом памяти У.А.Арифова (Ташкент - 1979, 1989 г.г.); - ХУП-ХХ Всесоюзных конференциях до эмиссионной электронике (Ленинград - 1979 г., Москва - 1981 г,, Ташкент - 1984 г., Киев - 1987 г.); - Всесою; ных совещаниях до физике взаимодействия заряженных частиц с кр! стаыами (Москва - 1978, 1982, 1986, 1987, 1989, 1990, 1992 r.i - ГУ семинаре специалистов социалистических стран по электронной спектроскопии (Москва - 1982 г.); - Всесоюзном семинаре

6

заимодействие ионных пучков с атомами и поверхностью гвердо-тела" (Новгород - 1986 г.); - Международном совещании стран 3 "Радиационная физика твердого тела" (Сочи - 1989 г.); -здународной конференции по радиационному материаловедению [ушта - 1990 г.); - II Дальневосточной школе "Физика и химия (рдого тела" (Благовещенск - 1988 г.); - II Международной [ференции по электронно-лучевым технологиям (Болгария, Варна -!8 г.); - Всесоюзных семинарах-совещаниях по "Диагностике по-iXhocth ионными пучками"(Ужгород - 1985 г., Запорожье - 1983г. ецк - 1989 г.); - Всесоюзной научно-технической конференции годы локального анализа и их метрологическое обеспечение" эрдловск - 1989 г.); - Всесоюзном совещании по новым возиох-тям рентгеноспектральных и электронно-микроскопических мето-исследования в решении научно-технических проблем в области ако-химии поверхности твердого тела (Москва, 1987 г.); -Всесоюзной конференции по масс-спектрометрии (Сумы - 1986 г.); II Всесоюзной школе "Фундаментальные вопросы ионной импланта-* (Алма-Ата - 1985 г.); - УП Всесоюзной конференции по физи-шзкотемдературной плазмы (Ташкент - 1987 г.); - 31-32 1иРАС фессах по .прикладной химии (София, Болгария, 1987 г.; сгольм, Швеция, 1989 г.); - II Всесоюзной конференции "Моди-щия свойств конструкционных материалов пучками заряженных •иц" (Свердловск - 1991 г.); - ХУ1 Всесоюзной школе по радиа-яой физике металлов и сплавов (Бакуряани - 1989 г.); - Зсе-ном совещании "Радиационная физика твердого тела" (Севасто-, 1990 г.); - Межведомственном семинаре по физике поверхнос-ФТИ им. А.Ф.Иоффе (Ленинград, 1972, 1978, 1982, 1987 г.г.); Всесоюзной '.конференции "Модификация свойств конструкционных риалов пучками заряженных частиц (Свердловск, 1991 г.).

Публикации и личный вклад автора. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 43 статьях и 5-и авторских свидетельствах. Часть работ, вошедших в диссертацию /1-9/ выпол нены автором под руководством профессора Мясникова И.А. Остальные работы составившие основу диссертации выполнены по инициативе и при непосредственном участии автора диссертации под его научным руководством.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. В каждой главе имеется введение и выво ды. Основной текст диссертации содержит 220 страниц, но рисунка и 8 таблиц. Список цитируемой литературы состоит из 250 названа'

Во введении утверждается, то многообразие явлений и процессов, возникающих при взаимодействии ионного пучка с поверхностью твердого тела, требует комплексного подхода к исследованию этих явлений. Отсюда возникает спектр задач, решаемых в дис сертации: от развития техники и методики эксперимента (пример -развитие метода полупроводникового сенсора) до обнаружения и исследования свойств кристаллических включений, возникающих при и плантации низкоэнергетических ионов инертных газов в монокристаллы металлов. Во введении приведены аннотации основных разделов диссертации, что позволило установить органичзскую связь сформулированного нового научного направления - исследование свойств физической поверхности, модифицированной ионными пучками низких энергий - с основными развиваемыми в настоящее время направлениями физики твердого тела и физики поверхности. Подчз; кнута актуальность проведенных исследований, вытекающая из нас; щных потребностей как фундаментальной, так и прикладной науки.

Первая глава диссертации начинается с обзора основных методов, применяемых .идя изучения свойств физической поверхности

юнессов,протекающих при воздействии на нее.Проведенный обзор

казал.что для получения надежной первичной информации при иссле-

•вании свойств физической поверхности, в том числе модифициро-

лной ионным пучком или содержащей адсорбированные слои, доста-

чно иметь следующую совокупность методов:

просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ);

дифракция медленных электронов (ЛМЭ);

Оже-спектроскопия (ОЭС);

вторичная ионная масс-спектрометрия (БИМС);

термодесорбционная масс-спектрометрия (ТДЛС),

Чрезвычайно ценным свойством выбранных методов является взаимодополнение и возможность объединения (за исключением :л) для изучения явлений в одном вакуумном объеме.

В арсенале современной физики основные применяемые методы зволяют фиксировать только состояния системы и не дают прямой формации о кинетике протекающих процессов. Это требует разви-я соответствующих методов. Одшш из оригинальных методов ис-едования процессов, протекающих на физической поверхности, яяется метод полупроводникового сенсора. Этот метод связан с ченением электрических свойств пленок из полупроводниковых териалов в результате адсорбции активных частиц из окружающей эды или их появления на поверхности вследствие химической ре-ции. В диссертации проведен обзор основных достижений в разви-* и применении метода полупроводникового сенсора на момент шла соответствующих работ^автора. Отсутствие других работ зволило установить оригинальное направление развития этого года, состоящее в разработке методик и проведении исследований 1етики протекания процессов десорбции, .диссоциации и имплан-хщ,селективного распыления под воздействием пучков нейтраль-

них, заряженных либо возбужденных частиц.

Следующий раздел первой главы содержит обзорные материалы по адсорбционным свойствам кремния и германия. Рассмотрены основные модели свободных поверхностей и Ge различных кристаллических ориентаций (100,111). Приведены основные результаты и достижения .других исследователей в изучении системы

Отмечено, что ранее выполненные исследования не позволили установить роль дефектов 1фисталлической структуры в порядке заполнения моно- и дигидридных состояний в системах

Проведенный обзор позволил сформулировать задачи и цели исследований в направлении изучения свойств поверхности, модифицированной низкоэнергетическим ионным пучком.

Заключительный раздел первой главы представляет собой аналитический обзор основных результатов зарубежных исследований по свойствам кристаллических включений тяжелых инертных газов в металлах. Их образование отмечено при воздействии пучков соответствующих ионов средних энергий ( 10^ кэВ) на монокристаллы металлов. Установлены размеры включений. Найденные параметры кристаллических решеток принципиально отличаются от параметров решеток кристаллов благородных газов, полученных при низкой температуре. Более того,тип 1фисталлической решетки образующегося включения целиком определяется типом решетки металлической матрицы. В обзоре проанализирована основная модель, используемая для объяснения возникновения и свойств обнаруженных включений. Показано, что модель образования кристаллического включения в металлической полости при высоком давлении окружающего включение металла противоречит основным экспериментальным фактам. Анализ показывает, что особенностью обнаруженного фазового перехода во включении (типа плавление - ¡фисталлизация) является

о, что он происходит в необычной системе:

- это - не фазовый переход в металле;

- это - не фазовый переход в инертном газе (достояншя ешетки и структура включений - разные для одного газа в раз-ичных матрицах и др.);

- это - не выделение фазы в растворе замещения типа АВ

- атом металла, В - атом инертного газа), т.к. атомы инертно-э газа в состоянии замещения практически неподвижны (особенно экспериментах по облучению ионами средних энергий при темпе-нуре Тос!л= 300 К), и это не позволяет им собраться в компактов фазу.

Для того, чтобы разобраться в природе этих явлений потре-шалось провести эксперименты по взаимодействию >нов тяжелых инертных газов с металлами при повышенных темле-1турах и в другом диапазоне энергий (до Е I кэВ).

Таким, образом,выполненные в первой главе обзоры,помимо «веденных выше результатов,позволяют утверждать, что:

1) в литературе практически отсутствуют результаты по ¡ойствам модифицированных низкоэнергетическим пучком физичес-х поверхностей монощмсталлов металлов и полупроводников;

2) для исследования кинетики процессов, проходящих на фи-ческой поверхности, целесообразно развивать метод полупровод-кового сенсора;

3) для исследования природы и поведения кристаллических лючений тяжелых инертных газов необходимо провестз экспери-зты по взаимодействию ионов тяжелых инертных газов с моно-мталлами металлов в диапазоне низких энергий ионов кэВ).

Во второй главе диссертации развивается метод полудровод-«эвого сенсора. Для исследования различных процессов на ло-

верхносги твердого тела была разработана и изготовлена гамма специальных ячеек, использование которых и позволило существен! продвинуть метод полупроводникового сенсора. Так, удалось создать ячейку, позволившую регистрировать возбужденные атомы и ионы инертных газов тепловых и низких (10 эВ< Е< I кэВ) энергий. Различные ячейки потребовались для регистрации невозбужденных и возбужденных атомов ртути, а также процессов диссоциации молекул под воздействиематомов. Наконец, совершенно иные ячейки пришлось разработать .для регистрации процессов диссоциации адсорбированных молекул под воздействием медленных электронов и десорбции атомов и молекул, стимулированной низкоэнергетическим ионным пучком. Материалы второй и третьей глав диссертации основаны на использовании этой гаммы ячеек и содер жат прямое экспериментальное доказательство возможности изучения кинетики указанных процессов полупроводниковым сенсором. В качестве полупроводникового сенсора была выбрана пленка хорошо изученного типичного окисного полупроводника -типа. Выбор данного полупроводника основан на том,что, во-первых, он успешно применялся для детектирования и исследовани поведения хемосорбированных атомов и радикалов; во-вторых, оки цинка обладает устойчивыми термодинамическими и химическими свойствами и, в-третьих, известно влияние электронов и ионов различных энергий на электрические свойства-монокристалла

Метод полупроводниковых сенсоров активных частиц основан на изменении электропроводности полупроводниковых пленок при г падании на юс поверхность атомов, свободных радикалов, возбужденных атомов и молекул.

Известно, что изменение проводимости полупроводниковых пленок связано с поверхностными явлениями в местах стыков тщ

мсталлйтов. Отсюда и возникает возможность применения такой генки .для регистрации слабо проникающих частиц низких энергий.

Селективное распыление вещества вдет при взаимодействии шного пучка с образцом, состоящим хотя бы из двух элементов, ¡следования селективного распыления окисных полупроводниковых юнок проводились при облучении низкоэнергетическими ионами ¡ертных газов, поскольку они не образуют стойких поверхностных (единений, а их массы и потенциалы изменяются в широких преде-

IX.

Типичное поведение изменения проводимостай пленки-мишени пленки-детектора (изготовленных по одинаковой технологии) в висимости от времени воздействия пучком соответствующих ионов иведено на рис.1. Наблюдаемый рост проводимости мишени и умень-ние проводимости детектора однозначно свидетельствует о лре-ущественном распылении атомов кислорода с поверхности полупро-дникового сенсора и, соответственно, обогащении поверхности ерхстехиометрическими атомами цинка. Это явление соцровождает-резким .падением работы выхода электронов с поверхности сенсо-

Исследование показало, что основным механизмом селективного сдыления является прямая передача энергии атомам кислорода и столкновении налетающего иона с атомами мишени ичто раслыле-э оксида цинка практически не зависит от заряда бомбардирующей зтицы. Важно отметить, что факт селективного распыления окси-э под действием ионной бомбардировки означает, что результаты зледования поверхности, основанные на методах, использующих 1ный пучок, дают результаты, искаженные в связи с изменением зтава исследуемой поверхности.

Высокая эффективность метода полупроводникового сенсора к

Рис. I. Изменение электропроводности сенсора "¿ПО (I) и детектора (2) при облучении сенсора ионами инертных газов. _ (Е.= 100 эВ: £Г+= 1.7.1СГ7А; Т0(^ = 300 К; б)0= 1-10~3к0м ; О 20 = 3-1СГ Пунктиром обозначен

момент выключения ионного пучка.

00 МО15 2-Ю15 31015 сЬ.

-1,0 -2,0

-3,0 дб • 103, кОм"1

Рис. 2. Изменение электропроводности пленки 2по в процессе бомбардировки ионами Аг+: Едр+ = 100 эВ; с/Аг+ = = (4= 1-1СГ2 кОм , Тобл> = 300 К.

згистрации процесса'селективного распыления позволила изучить шисимость распыления оксидной пленки от температуры мишени и шргии налетающих частиц. Именно из последней зависимости уда->сь определить пороги сёлективного распыления оксида цинка .нами Не+ Ne+, Art Хе+

Применение специальной ячейки позволило экспериментально ¡учить процесс взаимодействия поверхности сенсора с пучками •нов Og и Hg низких энергий и предложить качественную модель лсих процессов. В случае водорода, наряду с селективным распы-нием, параллельно протекает процесс хемосорбции сопровождаю-йся диссоциацией ионов Н+2. Факт диссертации и хемосорбции дтверждается измеренной зависимостью электропроводности плен-от температуры. Независимое подтверждение наличия этих про-ссов дает спектр термостимулированной десорбции водорода из. энки. Наличие пленки-детектора внутри ячейки позволяет легко зличить пучки Н^ и 0£ за счет различия в знаках изменения зктропроводности детектора при облучении- мишени соответствую-л пучком.

Интересный результат получен при параллельном исследова-I воздействия нейтрального и заряженного пучка инертного гана полупроводниковую пленку. Оказалось, что изменение знака зяда падающего однозначного иона на поверхность сенсора прак-teciai не меняет картины изменения электропроводности мишени детектора, и наблюдаемый эффект селективного распыления окси-происходит с однократно заряженными ионами также, как с пуч-ш нейтральных атомов инертных газов. Этот факт согласуется [редположением о том, что ион при приближении к поверхности Фдого тела нейтрализуется и взаимодействует с поверхностны-атомами как нейтральная частица.

Наряду о селективным распылением поверхности оксидной пленки, при ионном облучении протекает процесс внедрения атомов в приповерхностные слои пленки на глубину, определяемую энергией иона. Исследование изменений электропроводности пленок вследствие внедрения атомов, проведенное с ионами разных энергий, показало, что процесс внедрения характеризуется пороговой анергией, величина которой лежит в интервале (10+30) зВ. Проведенное исследование влияния имплантированных атомов на проводимость пленки представляет и методический интерес. Для исключения влияния проходящего одновременно с имплантацией процесса селективного распыления удалось приготовить специальным способоь пассивированную пленку. Результаты воздействия пучка на такую пленку показаны на рис.2. Уменьшение проводимости оксидной пленки в этом случае связано с уменьшением длины свободного пробега электронов, дополнительно рассеивающихся на имплантированных атомах. Прямое подтверждение факта-имплантации ионов низких энергий было получено методом Ске-спектроскопии.

В заключение второй главы приведены результаты исследования состояний имплантированных атомов в пленках "¿ьО > Т/ 02., Н и зависимостей коэффициентов захвата низкоэнергетических ионов в пленкахТ'1 , { ¡0¿ , '¿ИО от флюенса, энергии и массы ионов инертных газов. При этом установлено, что окисление металлической пленки титана слабо влияет на коэффициент захвата ионов благородных газов.

Таким образом, проведенные эксперименты с использованием специально разработанных ячеек доказали возможность применения метода полупроводникового сенсора для регистрации пучков атомов и низкоэнергетических ионов инертных газов, водорода и кислорода, а также для изучения кинетики протекания процессов с&лек-

авного распыления двухкомпонентных оксидных полупроводников имплантации в них атомов при воздействии на сенсор низкоэнер-этического пучка.

Третья глава диссертации содержит материалы до дальнейшему 1звитжю метода полупроводникового сенсора и основанные на этом 1звитии результаты исследований процессов на поверхности сенсо-I, стимулированных различными пучками частиц низких энергий.

Идея использования сенсора для регистрации активных частиц, задающих на его поверхность из газовой фазы или возникающих в ¡сорбированном слое при диссоциации, основана на зависимости менения электропроводности сенсора от концентрации адсорбиро-нных частиц (при малых заполнениях). Непосредственное разви-е этой идеи позволило установить факт регистрации полудровод-ковым сенсором процессов десорбции и диссоциации адсорбирован-х молекул, стимулированных ионным или электронным пучком, со-ветственно.

Использование ячейки, содержащей также пленку-детектор, зволило предложить механизм воздействия пучка на поверх-зть сенсора, содержащую адсорбированный кислород. Наблюдаемое зедениэ проводимостей пленки-мишени и пленки-детектора можно ьяснить как сочетание ионно-стимулированной десорбции кислоро-с поверхности мишени и селективного (о вылетом кислорода) растения полупроводниковой мишени. Одновременно происходящая ¡орбция кислорода на детектор понижает его проводимость. На-здаемый преимущественный вылет кислорода из мишени связан с гачиной соответствующего сечения рассеяния в системе кислород-фтный газ с заданной передачей энергии.

Дополнительно исследовалась система [ обычно при длительном ионном облучении поверхности 2г>0

в результата селективного распыления последней. Установлено,

бардировке ионами определяется,в основном,процессом захвата атомов в поверхностном слое,равно,как и в случае поверхности2п0, подвергнутой длительной бомбардировке. Это является еще одним доказательством того, что бомбардировка чистой поверхности ЛпО ионами инертного газа приводит к обогащению поверхности атомами металла.

С использованием ячейки, имеющей электронную низкоэнергетическую пушку, было экспериментально установлено, что водород, адсорбированный на поверхности сенсора, яри температуре Т = 3001 находится в молекулярном состоянии и диссоциирует на атомы при

облучении низкоэнергетическими электронами. Сечение диссоциации

Г~\ г<ь 15—2 составляет иНг — Ю см . Изучение этого процесса оказало«

возможным при использовании в качестве мишени толстой пленки,

нечувствительной к электронному воздействию.

Оказалооь, что метод полупроводникового сенсора позволяет исследовать кинетику процесса, стимулированного возбужденными - атомами в сравнительно сложных системах, таких как

. Проведение этих исследований потребовало разработки нечувствительных к _ атомам полупроводниковых

пленок, создание которых возможно путем длительного облучения поверхности сенсора, либо путем легирования поверхности сенсора атомами

. Аналогичные результаты получены при воздействии Нй* -атомов на систему 0 (см.рис.3).

Экспериментально установлено, что в результате взаимодействия Н^* -атомов с адсорбированными молекулами водорода и спирта на предварительно пассивированной поверхности 0 происходит диссоциация и образуются Н-атомы. Зависимость изменения

что изменение электропроводности системы

при бом-

О 80 160 240 320 0 80

Рис. 3. Изменение электропроводности сенсора в процессе бомбардировки его Н^* -атомами: I - чистая поверхность сенсора; 2 - сенсор с адсорбированным водородом. Пунктиром отмечено время адсорбции водорода.

^ . отн. ед.

800 900 1000 ТК

Рис. 4. Спектры термодесорбции с поверхности Si (100):

а - водорода (необлученный образец); б и в - водорода и аргона соответственно после облучения ионами Аг+ (%г+= 2 кэВ, ФАг+= 4.Ю15см~2, ТобЛ- = = 300 К).

электропроводности (3 от времени "Ь , отражающая процесс накопления Н-атомов на поверхности пленки в результате диссоциации молекул водорода, хорошо описывается кинетическим уравнением: ^^ ^

Здесь (Л) - начальная проводимость пленки. - постоян-

ные, зависящие от сорта металла и температуры.

Таким образом, существенное развитие возможностей метода полупроводникового сенсора связано с впервые установленным явле нием изменения электропроводности окисных полупроводников под воздействием возбужденных атомов инертных газов и ртути.

Известно, что дефекты кристаллической структуры поверхност твердых тел могут являться центрами адсорбции различных молекул Такие дефекты могут быть "биографическими", образующимися при формировании данной поверхности, при этом, как правило, их свойства и концентрация не являются контролируемыми. Одним из возможных способов контролируемого изменения адсорбционных свойств является ионная бомбардировка поверхности. Обычно адсо] ционная способность поверхностей исследуется методами спектроскопии потерь энергий электронов,эллипсометрии, ЛДО, ТДМС. Оказалось, что метод полупроводникового сенсора обладает достаточной эффективностью для регистрации процесса адсорбции. На прим! ре адсорбции кислорода удалось установить, что облученная низк< энергетическим (0.1 кэВ) пучком Аг+ пленка ¿пО имеет значительно более высокую адсорбционную способность. Проведенные эксперименты показали, что в процессе низкоэнергетического ионного облучения поверхностей окисных полупроводниковых пленок изменяется состав последних в результате внедрения атомов в пр:

верхностные слои, происходит селективное распыление, а так-ионно-стимулированная десорбция хемосорбированных атомов и молекул. Изучение зависимости этих процессов от различных раметров позволили предложить следующие имеющие практическое ачение метода:

I. Способ обогащения поверхности окислов металлическим шонентом (поверхностное легирование).

27 Способ детектирования ионов инертных газов с тепловыми :ергиями.

3. Способ детектирования атомарных пучков инертных газов лых энергий.

• 4. Способ регистрации атомов водорода на поверхности.

5. Способ регистрации возбужденных атомов инертных газов .

Проведенные эксперименты показали, что несмотря на явно йсущие ему достоинства, метод полупроводникового сенсора не •зволяет исследовать тонкие детали процессов, которые дроис-|дят на поверхности твердого тола при взаимодействии с ионны-[ пучками. Поскольку любое воздействие на-поверхность сопро-вдается целым набором процессов, то качественное исследова-ге требует контроля над целой совокупностью параметров, таких пс элементный состав, структура, состояние примесных атомов, : распределение по глубине и т.д. В литературном обзоре (гл.1) I основании сравнения различных методов сформулирован мини-1льный набор, удовлетворяющий поставленным целям. Это - ОЭС, ЫС, ТДМС и ДМЭ. Стремление уменьшить вносимые загрязнения и сучшить. управляемость экспериментом требует объединить их в щой установке.

х/

На способы, отмеченные 74 , получены авторские свидетельства.

Для изучения состояний и поведения атомов, внедренных в приповерхностный слой или адсорбированных на облученные пучками ионов поверхности, оказалось необходимым создать установку, включающую в себя, наряду с перечисленными методами:

I) достаточно большой объем камеры для проведения экспери ментов, в том числе с газовыделением; 2) систему откачки, позволяющую создавать остаточный вакуум ¿IO-^ Topp;

3) прогрев вакуумной системы до температуры Т=600 К;

4) программированный прогрев образцов по заданному закону до температуры Т=1800 К;

5) ионные пучки с заданными параметрами (заряд, масса, энергия, ток, флюенс, температура образца и т.д.).

Начало четвертой главы посвящено описанию этой установки. В качестве базовой выбрана установка фирмы "Rißer". Экспериме ты показали, что при проведении исследований состояний имплаи тированных в металлы атомов инертных газов низких энергий имек щаяся чувствительность установки позволяет получать спектр тер модесорбцаи при флюенсах, превышающих 1014см-2. Достигаемая при таких флюенсах концентрация имплантированных атомов не nos водяет рассматривать эти атомы как изолированные от других вне ренннх атомов, поскольку атомы примеси, будучи точечными дефея тами щзисталдической структуры, взаимодействуют между собой ув ругим способом.

Для изучения состояний изолированных атомов инертного газа, имплантированного в металл, потребовалась модернизация установки с целью повышения ее чувствительности по отношению к

методу TjDMC на 2 порядка, что позволило работать с флюенсами Т2 2

10 см . Прямые эксперименты показали, что в интервале флюенс от I012 до I014 форма спектров ТДМС меняется,что свидетельств;

роли взаимодействия примесных атомов инертного газа. Для по-

ппения чувствительности метода ТДИС необходимо, чтобы атомы

юлекулы), десорбирующиеся с поверхности образцов, попадали

атчайшим путем в ионный источник масс-спектрометра. Дня этой

ли была разработана и сконструирована специальная камера де-

рбции. В итоге модернизации удалось: повысить чувствитель-а Т

сть метода ТДМС до 10" ат.с (по аргону); приблизить пара-тр добротности ^ установки к значению, определенному из кри-рия добротности.

Проведение прецизионных экспериментов потребовало также зработки специального приспособления .для измерения температу-ловерхности образцов монокристаллов кремния и германия. Пользований метод позволил изменять температуру, не внося ис-жений в структуру исследуемого образца.

Работа в условиях сверхвысокого вакуума потребовала разра-гки специальной методики подготовки атомарно-чистых поверхнос-% монокристаллов кремния, германия, никеля, кобальта. В четкой главе содержится описание этой методики. Её применение зволило получить образцы, в которых по данным Оже-спектроспо-I примеси отсутствуют.

Далее в четвертой главе списана методика подготовки и лро-1ения экспериментов, включающая в себя калибровку ионных пуч-! и масс-спектрометра. Описаны также устройства получения ато-шого водорода, чистых ларов воды и регистрирующая аппаратура.

Отдельный раздел четвертой главы содержит описание ориги-[ьной методики определения распределения по глубине внедренных Иов тяжелых инертных газов. Основой этой методики служит ме-1 ХШЗ в сочетании с послойным распылением. Независимые экспе-[енты показали, что достигаемая при этом точность определения

распределения имплантированных атомов по глубине оказалась не хуже ~ 15%.

Заключительный раздел четвертой главы содержит материал по поиску водорода в кремнии. В силу технологических причин в кремнии всегда присутствует водород, концентрация которого достигает 0.1%. Обнаружение водорода и тем более очистка от него представляют серьезные проблемы. Для обнаружения водорода образцы щ>емния подвергались облучению при комнатной температуре пучком Аг+, а затем изучался спектр термодесорбции этого образца. Оказалось, что спектр термодесорбции облученных ионами Аг+ (ЕДг+ = 2 кэВ; Ф^-ь = 4.1015см-2) образцов кремния Si (100),

(III) при фшенсах,начиная с Фс = 1.1014см-2, состоит из двух пиков, один из которых (Т^х = 600 К) наблюдается и в спектрах ТЛМС (рис.4) необлученных образцов. Другой лик (Тмах= = 900 К) характеризуется одновременным выходом водорода (Н2) и аргона.

Известно, что тяжелый инертный газ может находиться в веществе только в состоянии замещения, выбрасывая"собственный" атом вещества в межузельное состояние. Часть разорванных связей замыкается, а связи,оставшиеся оборванными,являются ловушками для имеющихся в веществе атомов водорода. Одновременный выход при одной температуре атомов тяжелого инертного газа и водорода указывает на образование при облучении кремния ионами Аг+ комплексов, включающих в себя наряду с Аг и вакансиями атомы водорода. Очевидно, что в этом случае атомы водорода находятся на оборванных аргоном связях. Рост температуры активирует миграция этих комплексов, для которых поверхность образца является естес твенным стоком.

Наличие порогового флгаенса для факта наблюдения десорбции

юрода связано, по-видимому, с амортизацией и образованием ; упомянутых комплексов, так и путей их миграции, т.к. облу-гае создает кластеры разупорядоченного кремния. Эти кластеры шчают в себя ловушки для комплексов, часть из которых распорна на поверхности образца. Комплекс движется внутри класте-путем перескока между ловушками. Наличие последних на поверх-:ти и обеспечивает возможность десорбции газа из образца. В 1М же разделе диссертации рассмотрен механизм такой терлоде->бции, а именно - выход газа из разупорядоченного вещества, «икающего в результате ионного облучения большим флюенсом. >азующиеся в таком веществе в значительном количестве радиа-«ные дефекты объединяются в кластеры. Основу таких кластеров, >дцу с собственными атомами составляют вакансии и атомы имитируемого газа, а процесс десорбции эквивалентен процессу тационарного протекания тока по случайной сетке сопрогивле-:. Скорость выхода частиц в такой модели определяется ;твержденным экспериментально соотношением:

-г

аведливым в некотором интервале времени:

(2)

ехрГЕс(Д^'Кт)«\</Д«1 (з)

сь ^Х - состояние атома газа (тип ловушки); -

оделяется энергией связи и координатой захвата; тическая вероятность перескока атома между ловушками, отве-|щая образованию бесконечного кластера из связанных состояний, нйзывающего весь поверхностный слой; Е,. - энергия барьера,

отвечающая вероятности ; _Д _ константа, близкая к I.

Таким образом, облучение кремния ионами Аг+ низких энергий и последующий отжиг позволяют зафиксировать наличие в кремнии водорода и частично очистить образец от него, В приложении I к четвертой главе проведено подробное описание сверхвысоковаку-умной установки. Второе приложение четвертой главы содержит обзор основных методов обработки спектров термодесорбционной маео-сп8ктоометрии. Являясь неразрушающим.» этот метод обладает большими удобствами и преимуществами по сравнению с другими при исследовании модифицированной поверхности и состояний атомов, имплантированных низко-энергетическим пучком. Фактически этот метод оказался основным и наиболее результативным методом, примененным в последующих главах для исследования вопросов взаимодействия низкоэнергетических пучков с монокристаллами полупроводников и металлов. В обзоре рассмотрены основные явления, характерные для различных методик термодесорбционной масс-спектро-скопии, приведены соотношения, позволяющие проанализировать возможные спектры и извлечь главные параметры, характеризующие состояния внедренных атомов. Показано, что методика обработки спектра должна определяться его видом. Применение методики, адекватной спектру, позволяет извлечь значительный набор характеристик связанных состояний примесных атомов: энергию связи, энергию десорбции, константу скорости и порядок реакции, концентрацию и распределение атомов примеси и ряд других.

В пят-то главу диссертации помещены материалы по исследованию сорбционных свойств поверхностей 1фемния и германия, модифицированных низкоэнергетическим пучком аргона. Проведенное исследование процессов хемосорбции и термодесорбции водорода с упорядоченных поверхностей различным образом ориентированных шнокрдстамов кремния в сочетании с параллельным исследованием

перестройки поверхности в зависимости от степени ее покрытия, а также изучение последовательности заполнения моногидридного и дагидридного состояния при различной ориентации кристалла позволили выдвинуть качественную модель образования дигидридных центров хемосорбции водорода на поверхности кремния, основанную на учете влияния структурных и примесных дефектов на величину свободной энергии такой системы. Из условия минимума свободной энергии идеализированной поверхности легко получить, что концентрация димерных центров мала, и поэтому при малых концентрациях хемосорбированных Н-атомов реально весь адсорбированный водород находится в моногидридных центрах. В условиях равновесия, степень заполнения 9 определяется изотермой Лэнгмюра. По мере роста степени заполнения пренебрегать взаимодействием адсорбированных атомов (между собой и с дефектами структуры) нельзя. Так, реконструкция поверхности (100) при (изчезаег

структура 4x2) отражает факт существования латерального взаимодействия адатомов.

Находящиеся в моногидридных центрах адатомы частично поляризованы, что приводит к их короткодействующему отталкиванию. Это отталкивание фактически приложено к диыерннм связям и умень-вает энергию их разрыва. Запишем свободную энергию системы "по-зерхность кремния + водород" с учетом взаимодействия адатомов, фенебрегая существованием других дефектов, кроме разорванных ршерных связей и предполагая выполненными условия равновесия

+\\drd (г, г>) Уа.ъ (г-Р) Па (?) % И

Здесь Va-а , Va-45 - потенциал парного взаимодействия адатом-адатом и адатом - димерный центр соответственно; -парнокорреляционная функция, отвечающая взаимодействию Фактически выделенное здесь латеральное взаимодействие Va-a формирует структуру поверхности, а слагаемое с взаимодействием

Va-í> определяет концентрацию разорванных димерных центров. Равенство нулю химического потенциала последних позволяет найти их концентрацию

Cl=axp{-VT}

(5)

где введена эффективная энергия разрыва димерной связи С^

(6)

Отсюда следует, что концентрация димерных центров скачкообразно зависит от концентрации адатомов: при критической концентрации адатомов

(d) & / 1

гут

отвечающей эффективной энергии £<2^° * > начинается бурный рост концентрации разорванных димерных связей.

Экспериментально это проявляется в скачкообразном (с учетом точности эксперимента) образовании и заполнении дигидридных центров, начиная с определенной концентрации адатомов, находящихся в моногидридных центрах.

Из общих соображений можно сделать утверждение, что наличие дефектов структуры (типа вакансий), ослабляя димерные связи, приводит к росту концентрации дигидридных центров, снижая зна-

чение критической концентрации адатомов в моногидри.диых центрах , при которой начинается бурный рост числа разорванных димерных связей.

Из условия минимума свободной энергии следует перенормировка введенной выше эффективной энергии разрыва димерной связи

(8)

где iloc - средняя концентрация дефекта типа о(. .

Из выражения (8) следует, что эффективная энергия разрыва димерной связи падает по мере роста концентрации дефектов структуры и адатомов. Уменьшение этой энергии приводит к одновременному смещению равновесия в заполнении ди- и моногидридных фаз на поверхности кремния в сторону относительно большего заполнения дигидридных центров по сравнению с моногидридными, что отражается в росте амплитуды соответствующего пика на кривой тер-лодесорбции.

В модели утверждается, что разрыв димерной связи облегчался по мере роста концентрации дефектов структуры. Для получе-шя прямого доказательства этого утверждения были проведены эк-¡перименты по хемосорбции Н-атомов на поверхности , повер-[утой относительно направления (III) на угол 00 7°. Такая ловерх-:ость не образует регулярные ряды атомных ступеней, а состоит з относительно больших приподнятых и опущенных "террас". Чис-о вакансий на такой поверхности значительно больше, чем на точ-о ориентированной поверхности, поэтому разрыв димерной связи е требует такой концентрации хемосорбированного атомарного во-орода. При концентрации Н-атомов, одинаковой с поверхностью

(100) и (III), количество разорванных димерных связей и, следовательно, интенсивность пика будет выше, чем в предыдущих случаях. Эксперименты подтвердили эти утверждения.

Таким образом, атомы-Н хемосорбируются на поверхностях - (100) и (III) в двух состояниях - моногидридном и ди-щдридном, что проявляется в наличии двух пиков в спектрах термодесорбции, характеризуемых энергиями активации десорбции 2,1 эВ и 1,5 эВ соответственно. Разрыв димерных связей (и связанная с этим реконструкция поверхности М (100)) представляют собой коллективный эффект среднего поля взаимодействующих дефектов поверхности, которыми являются структурные (типа вакансий и ада-томов) и электронные (типа разорванных димеров) дефекты поверхности.

Проверка предложенной модели была проведена в экспериментах по хемосорбции и термодесорбции водорода и воды на модифицированные ионным пучком поверхности кремния и германия.

Модификация поверхностей ¡фемния и германия проводилась ионным пучком Аг+ различными фяюенсами при температуре Тобл= = 300 К. Затем (без отжига!) на модифицированную таким образом поверхность хемосорбировались (при Тх = 300 К) Н-атомы до насыщения. Во всех случаях при десорбции в исследованном интервале температур регистрировались только молекулы водорода и атомы аргона. Регистрируемые спектры ТДМС модифицированного кремния () содержат при всех исследованных флюенсах (I0*2 + Ю17 ) пики, отвечающие как моногидридному, так и дигидридному состоянию. Помимо этого, в спектре ТДМС наблюдается лик десорбции водорода совместно с аргоном. Более интересная картина наблюдается в спектрах ТДМС германия. При любых степенях заполнения ада-томами водорода поверхностей ((100),(Ш))найшдается толь-

ко один & -пик, отвечающий моногидридному состоянию. Спектр

J .—л

ТД.1С облученного германия ( Ge ) качественно отличается от спектра необлученного образца (рис.5). В спектре ТДЛС Н., с мо-

—о

дифицированной поверхности (100,111) при малых заполнениях наблюдается только один ß -пик. Эксперимент показал, что ие-ется критическая экспозиция (I.IO Topp.глин), при которой появляется новое состояние водорода на модифицированной поверхности Ge , которому соответствует лик в спектре. Наконец,

Г)

при насыщающих экспозициях (10 Topp.мин) в спектре возникает еще один -пик, который отвечает кластерам Аг-Н, аналогичным проявляющимся в кремнии (см. гл.4 ). Естественно предположить, что cL -пик отвечает дигидридному состоянию.

Образование дигидридного состояния на поверхности при ионном облучения легко объясняется с помощью предложенной выше модели. Как следует из соотношения (8), энергия разрыва димерной связи зависит от корщентрации дефектов структуры, в качестве которых выступают адатомы водорода и радиационные дефекты.

Очевидно, что появление -состояния связано с разупо-рядочением монокристалла и его поверхности в результате появления радиационных повреждений.

В заключение 5 главы приведены результаты исследований по термодесорбции газов с поверхности кремния, подвергнутой воздействию паров воды. Установлено наличие двух пиков в спектре ТДМС, отвечающих монгидридному состоянию водорода и десорбции молекул 0, и установлен факт полной диссоциации воды на поверхности кремния Ях (100) - 2x1 уже при температуре Т = ЗООК. Дигидридныв состояния не возникают при всех исследованных воздействиях на поверхность £>i (I00)-2xI. Совокупность экспери-

Рис. 5. ХПМС спектры водорода после насыщающей экспозиции для поверхности ©е : 1-отохженная необлученная поверхность; 2,3,4-поверхность после облучения различными флюенсами ионов Аг+ = 2.0 кэВ.

- опп VI АГ1

Рис. 6. Спект обратной термодесорбции атомов АГ из Со (III), облученного ионами Аг+ в ГКЦ-фазе при Т^д. =670 К. Получен снижением температуры (Ед +=0,6 кэВ; Фд + :

ментальных фактов хорошо укладывается в качественную модель, предложенную для описания хемосорбции водорода на поверхности •кремния.

Заключительная, шестая глава диссертации посвящена изучению свойств поверхностей монокристаллов металлов, подвергнутых воздействию ионов низких энергий с целью разобраться в природе возникающих в металлах кристаллических включений, описанных в главе I.

Преимущества низкоэнергетического пучка при исследовании процессов взаимодействия ионов с металлами состоят, в основном, в следующем:

а) в отсутствии каскадов атом-атомных соударениях при торможении в металле частиц такого пучка;

б )в малых глубинах проникновения и возможности использования такого высокочувствительного метода как ТДМС;

в)в получении прямого ответа на вопрос о существовании больших давлений во включениях благородных газов.

При изучении воздействия лучков ионов аргона (Аг+) низких энергий ( ¿= I кэВ) на металлы ( N1 , Со ) в качестве основного был выбран метод тер.модесорбционной масс-спектроскопии (ТдаС), что обусловлено следующими обстоятельствами:

1) метод термодесорбции достаточно чувствителен к изменению состояния внедренных газов атомов;

2) пробег ионов низких энергий невелик ( < 10 - 20 А);

3) сравнительно небольшие изменения в состоянии внедренных атомов, связанные со структурной перестройкой, приводят к их мгновенной десорбции практически без запаздывания, т.к. они находятся вблизи поверхности;

4) изменение температуры (метод термодесорбции) одновремен-

но позволяет менять состояние матрицы или внедренных атомов, т.е. изучать фазовые превращения.

Интересные результаты были получены при изучении терыоде-сорбции аргона, имплантированного при низкой энергии ( =0,6 кэВ) в кобальт Со (III). Монокристалл кобальта при нагревании в точке Тс = 690 К меняет структуру и ориентацию: ШУ -кристалл СО (0001) переходит в ГДК - кристалл Со (III). Обратный переход цроисходит при охлаждении до температуры Тс = 640 К, т.е. имеет место гистерезис. Естественно предположить, что этот структурный фазовый переход влияет на состояние внедренных в металл атомов. Для исследования влияния структурного фазового перехода в кобальте ГПУ-»ГЦК на термодесорбщпо атомов Аг была проведена серия экспериментов, в которой образец вначале нагревался выше температуры фазового перехода ГПУ-»ГЦл и после фазового перехода образец охлаждался до 650 К, т.е. кобальт находился в 1ЦК фазе. Затем следовало облучение, и после этого облученный кобальт охлаждался. Во время охлаждения снимался спектр обратной термодесорбции атомов аргона, т.е. измерялась скорость истечения газов при снинешш температуры. Соответствующий спектр представлен на рис. 6, из которого следует, что при охлаждении кобальта, облученного в ГЦК фазе, в момент фазового перехода Со в ГПУ фазу наблюдается аномальная термодесорбция: скачкообразное возрастание скорости десорбции атомов Аг- (пик ), что соответствует участку как бы с отрицательной энергией активации десорбции. Появление аномального пика при десорбции внедренных атомов Аг в результате структурного фазового перехода в Со можно объяснить, как следствие изменения энергии активации движения аргонвакансионного комплекса за счет перестройки окружения комплекса. Эффект аномальной десорбции атомов инертного

газа, связанный со структурным фазовым переходом в ионнооблу-ченном слое, был обнаружен-и для монокристаллов 2 г и Т'с. Открытое явление аномальной десорбции послужило хорошим инструментом для диагностики фазовых переходов I рода в системе металл—инертный газ.

Известно, что состояния внедренных атомов зависят от основных параметров ионного облучения - от энергии и флюенса. Исследуя изменение спектров ТДЛС от этих параметров, можно су-хить об изменении состояний внедренных атомов в приповерхност-гом слое облучаемого металла.

При значительных флюенсах на состояния внедренных атомов :ущественное влияние оказывает взаимодействие между структурны-ш дефектами облученного вещества (вакансии, примесные атомы, оботвенные мездоузельные атомы и пр.). Поэтому вначале состоя-ия внедренных атомов Аг в приповерхностных слоях монокристаллов II (100) и Ш (ПО) исследовались при малых флюенсах. Изучение оответствующих спектров ТДЛС показало, что имеется ряд состоя-ий Аг в никеле, часть из которых связана'непосредственно с по-ерхностью, а часть представляет собой состояния, удаленные от эверхности. Последние характеризуются кластерной структурой ша Аг( V - вакансия в металле, р. и целые чис-а). Сложность кластера нарастает по мере роста флюенса.

образцов

На рис. 7 изображены спектры термодесорбции атомов Аг из I (100).облученного фиксированным флюенсом Аг+ при различных )млературах. Видно, что по мере роста температуры облучения юисходит постепенное смещение в сторону высоких температур юледнего высокотемпературного пика в спектре ТДМС. Это сввде-1льствувт об увеличении энергии связи и, вообще говоря, разме-в кластера, ответственного за появление в спектре этого пика.

ы а>

СШаг (И

5-Ю11 хО,1 "Аг^

1600 т,к

1000 1200 1400 1600 Т,К

Рис. 7. Спектры термодесорбции атомов Аг из N1 (100), Рис. 8. Спектры термодесорбции атомов Аг из№(100\ облученнога.^он|ми Аг+ (Е Аг+ = 0,6 кэВ, облученного ионами Аг+ (Ед.+ =0,6 кэВ,

фАг+ = см~ )• Тобл = 870 К) при различных флюенсах.

Помимо этого, с ростом температуры облучения происходит упрощение спектра тдаС, а при температуре облучения Т = 870 К происходит скачкообразное изменение спектра. Возникает единственный пик в спектре термодесорбции. Его малая ширина означает, что этот пик описывает распад единственного состояния, а высокая температура максимума - что это состояние сильно связано. Появление этого лика "Е" в спектре ТЛЛС носит ярко выраженный пороговый характер не только по температуре облучения, но и по флю-енсу. На рис. 8 изображены спектры ТД?ЯС аргона из Hi (100), облученного ионами Аг+ при температуре облучения 870 К

различными фшоенсаш. Из эксперимента следует, что пик "Е" формируется только при фшоенсах 8.10^ см-2.

Параллельное доследование распределения имплантированного аргона в металле показало, что глубина распределения Аг при температурах облучения Тойл=(300-850)к коррелирует с длиной пробега, отвечающей энергии Аг+ 0,6 кэВ. При температуре облучения 870 К картина резко меняется: глубина залегания внедренных атомов значительно превышает глубину проникновения ионов и достигает 150 Я. Помимо этого, при указанной температуре облучения распределение атомов аргона в металле близко к однородному вплоть до 150 8. (Описание метода получения распределения - см.гл.4 ).

Не менее интересные результаты были получены при изучении спектров обратной термодесорбции облученного никеля: обнаружены участки аномальной термодесорбции - рост скорости десорбции при уменьшении температуры. Это явление наблюдается в очень узком интервале температур облучения То(5Л=(870-900)К и только начиная с определенного флюенса 10IS см-2. Т.е. появление участ-

ков аномальной термодесорбцш! носит пороговый характер и лежит в той же области параметров, что и появление высокотемператур-

ного пика "Е" в спектре обычной ТДОС. Образцы, для которых в спектре ТДМС наблюдался участок аномальной термодесорбции, лежащей в области Т 860 К, были изучены с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и микродифракции. Анализ облученных образцов никеля показал, что после указанных условий ионного облучения (Тобд=870 К, =0,6 кэВ,^+ =8.1016см-2) в приповерхностном слое появляются включения со средним диаметром 3 та, объемной плотностью (1,6+0,2). Ю24 м-3. Отметим, что в образцах, в спектре которых отсутствовал участок аномальной термодесорбции, кристаллические включения не наблюдались.

лические включения, до температуры 860 К (850 К) наличие включений продолжалось фиксироваться методом ПЭМ, но кристаллические рефлексы на картинах микродифракции пропадали. Таким образом, наблюдается плавление кристаллических включений при температуре 1^=860 К (850 К). Кристаллические включения не наблюдаются также и в облученных соответствующим образом образцах, подвергнутых на1реву до Т=1450 К: термодесорбция яри Т —1350 К (пик Е) выводит практически весь аргон из металла.

На рис. 9 приведены обобщенные спектры термодесорбции из Ni и Со , полученные сложением спектров Ar прямой и обратной ТЛМС из образцов, облученных при температуре Тобл=870 К ионами Аг+. для обобщенных спектров "Ni и ^о характерно наличие 2-х ликов термодесорбции: высокотемпературного (пик Ш) Тщ— 1350 К и пика П с участком аномальной термодесорбции Г ^ (850-860) К. Помимо этих пиков на спектре обратной ТДМС Ац

При нагревании образцов

содержащих кристал-

Маг

¿г

отн.ед.

Ш

И А

А Аг+-С

А Л А 1

1 \ л ч. 2

■К А Л

640

Т.К

860 I 1350

То5л«870К /-кР

Рис. 9. Обобщенные спектры термодесорбции атомов Аг из Рис. 10. Изотермы уравнения состояния (10) газаАГУ

Сп т и М'1 С?\ комплексов: I - критическая Т=1350 К.

и> и; и N1 2,3 - равновесные: Т=1300 К; Т=1250 К.

со

иэ

из ьо присутствует пик I с участком аномальной термодесорбции, лежащий при температуре Т=640 К структурного фазового перехода в Со Естественно предположить, что пики П с участ-

ками аномальной термодесорбции отвечают также какому-то фазовому переходу. Но в этой области имеется только один фазовый переход -кристаллизация включения.

Наблюдаемая перестройка пиков в спектре ТДМС с ростом температуры облучения и флюеноа и возникновение высокотемпературного (Т=1350 К) узкого пика в спектре ТД1С при достижении критической температуры облучения и критического флюенса свидетельствуют о возникновении коллективной моды и, тем самым, о наличии в этой области параметров системы критического явления типа фазового перехода.

Последующие разделы шестой главы посвящены построению модели, качественно описывающей наблюдаемые явления. Показано, что системой, испытывающей фазовые превращения, является совокупность комплексов типа: атом инертного газа - вакансии, образующихся при облучении металла ионами благородных газов. Известно, что точечные дефекты взаимодействуют между собой. Их взаимодействие на малых расстояниях проявляется, в частности, в атерми-чеокой рекомбинации вакансий и междоузельных атомов, другое проявление взаимодействия точечных дефектов на малых расстояниях -образование кошлексов. Образование комплексов идет путем квазихимических реакций, часть из которых носит обратимый характер. Дальнодействующая часть взаимодействия дефектов носит упругий характер, поскольку точечные дефекты представляют собой центры дилатации. В результате коллективных эффектов в системе, содержащие комплексы дефектов разной подвижности (пример: АгУ и Ау" ) взаимодействие более подвижных комплексов носит харак-

тер притяжения, величина которого определяется концентрацией малоподвижных дефектов, температурой среды и дилатацноннымл объемами дефектов. В диссертации показано, что в системе дефекты-металл такого типа возникает диффузионные токи дефектов, не связанные с градиентом собственной концентрации. Соответствующие кинетические уравнения, описывающие процессы релаксации в системе металл-неравновесные точечные дефекты (возникшие в результате облучения), имеют существенно нелинейный характер и обладают неустойчивостью: при концентрации малоподвижных дефектов выше порогой (отвечает пороговому флюенсу) система подвижных комплексов с однородной концентрацией становится неустойчивой относительно локального роста концентрации подвижных комплексов. Оценки показывают, что таким комплексом является комплекс АхУг. • Поведение систем в области неустойчивости определяется амплитудой неустойчивой моды - параметром порядка, уравнение релаксации которого - уравнение Гинзбурга-Ландау - описывает фазовые переходы. Итак, учет взаимодействия дефектов в кинетических уравнениях диффузионного типа позволяет, в принципе, описать фазовый переход, проходящий в системе точечных дефектов.

Таким образом, система точечных дефектов облучаемого металла на начальных этапах своей эволюции (при малых флюенсах) может рассматриваться как ноидеальный газ квазимолекул, обладающих притяжением на больших расстояниях. По мере роста флюенса нарастает плотность частиц в газе, взаимодействие частиц в котором эквивалентно давлению. Происходит неравновесный фазовый переход: образуется включение с достаточно резкой границей. При достаточно высокой температуре эта компактная фаза представляет собой жидкий кластер, состоящий из вакансий и атомов благородного газа. Дальнейшее понижение температуры приводит к скачкообразному

увеличению плотности: образуется твердое включение, представляющее собой как бы вакансионнув пору, значительная часть узлов которой занята атсмами инертного газа. Очевидно, что при малых размерах твердое включение будет обладать кристаллической структурой, диктуемой именно его вакансионной природой, а не природой атомов благородного газа. Столь же очевидно, что плотность инертного газа оказывается меньше плотности узлов, а следовательно и давление в таком газе будет существенно ниже давления, расчитываемого из плотности узлов. Это, в свою очередь, приведет к отсутствию реальной зависимости температуры плавления 1фисталли-ческого включения от размера, что подтверждается экспериментально.

Равновесный фазовый переход газ-жидкость достаточно хорошо описывается в приближении Ван-дер-Ваальса. Существенное отличие от обычного перехода в нашем случае состоит в зависимости энергии взаимодействия подвижных комплексов от концентрации малопод-вижт5х.тПоэтому в отличие от обычного газа, имеющего фиксированную температуру превращения газ-жидкость (при фиксированном давлении^ температура фазового перехода газ-жидкость для газа квазимолекул зависит от концентрации Йт . С другой стороныркош-лексы КгУг должны быть подвижны, что определяет нижнюю границу температурного интервала фазового перехода ТМ|П . Итак, существует, с одной стороны, нижняя граница температурного интервала вещества, в системе точечных дефектов которого идет фазовый переход, с другой стороны, конечное значение концентрации примеои замещения в виде .Аг^-комплексов (фактически флюенса), ниже которого фазовый переход не наблюдаем. Именно такая ситуация наблюдается экспериментально. Предложенный механизм образования включений из газа комплексов объясняет отсутствие включений при облучении низкоэнергетичесними ионаыи тяжелых инертных

газов прй пониженных температурах. При понижении температуры облучения подвижность комплексов, состоящих из вакансий и атомов тяжелых инертных газов, падает, и они оказываются "вмороженными" в кристаллическую решетку металла. Вследствие этого образования включения при пониженных температурах не происходит.

Итак, экспериментально наблюдаемое образование включений, возникающих при облучении металла низкоэнергетическими ионами Аг+, может быть полностью объяснено на основе предположения о гш, что эти явления есть фазовые перехода первого рода в систе-ie взаимодействующих аргон-вакансионных кошлексов.

В заключение шестой главы предложена простая модель, позво-[яюиая расчитать параметры фазового перехода газ-жидкость в raie взаимодействующих кошлексов. В качество потенциала взаимо-ействия таких комплексов использован интерполяционный потенциал:

"Vf^b^TS--^ = Vvnp (9) ,

равнение состояния газа таких кошлексов имеет вид, близкий к равнению Вая-дер-Ваальса:

1есь р, - давление, температура, плотность газа соответст-нно; ¿а,» - параметры, выражаемые через о^ С( . Как и авнение Ван-дер-Ваальсэ, уравнение (10) имеет критическую точ-. Изотермы уравнения состояния (10), записанного в относитель-х координатах '/р , у у , п/ имеют вид, изображен-

г ^ ' Кр / К р й на рис. 10. Из рисунка видно, что изотермы имеют область, ха-

ктерную для фазового перехода 1-го рода типа газ-жидкость.

1Чеяие критических и равновесных параметров для фазового пере-

хода газ-жидкость в системе н дены в таблице I.

•комплексы типа приве-

Таблица I

Параметры фазового перехода •

Критические

Равновесные

К

,Щ>

! х1ф ! бар

! Т-ыоль/м3 | К

Р,

бар

моль/м3

~I ! I

1340 ' 98 | 2.3.103 | 1300 \

I

71

(1-3,6)

Ю3

Столь низкое значение равновесного и критического давлений в системе комплексов объясняется наличием эффекта компенсации в уравнении состояния (10), состоящем из двух больших слагаемых. Эти слагаемые близки по величине, но разные по знаку. Наличие большого притяжения в системе снижает равновесное давление и концентрацию комплексов в области фазового перехода. Малая величина давления в равновесных включениях малого радиуса связала с весьма малой величиной коэффициента поверхностного натяжения у на границе жидкость-газ рассматриваемой системы. Знание потенциала ( позволяет, используя соответствующую парнокорреляционную функцно; расчитать величину У =3,6-Ю"3 нм. Это на три порядка меньше соответствующей величины для макроскопической границы никель-аргон, используемой иностранными авторши для оценок равновесного давления во включениях. Таким образом, совокупность различных оценок и расчетов показывает, что наблюдаемые фазовые переходы происходят в системе, основой которой служит комплекс Аг Т^,

*

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Развит метод полупроводникового сенсора. Применение специальных ячеек позволило изучить механизмы и кинетику процессов селективного распыления, диссоциации, десорбции, протекающих на поверхности полупроводникового сенсора при воздействии на него пучков тепловых и низких энергий. Получены значения пороговых энергий внедрения в оксид цинка ионов инертных газов. Физической основой развития метода полупроводникового сенсора послужило обнаружение явления изменения электропроводности оксидного полупроводника под воздействием низкоэнергетических атомов и ионов инертных газов, ионов Но и Og.

2. Разработанные качественные модели взаимодействия поверхности сенсора с низкоэнергетическими пучками позволили оформули-ровать способы управления электрофизическими свойствами поверхности оксида и создать новые типы детекторов пучков атомов и ионов инертных газов низких энергий (Е< 0,1 кэВ).

3. Обнаружено пороговое явление одновременной десорбции технологического водорода и благородного газа из кремния, облу-1енного ионами тяжелых инертных газов: десорбция начинается при элюенсах, отвечавших порогу аморфизации .кремния. Предложена •ластсрная модель термодесорбции газа из сильно разупорядоченно-■о вещества, качественные выводы которой совпадают о эксперимен-■альной картиной десорбции аргона из кремния, облученного иона-:и аргона флюенсом, выше порога аморфизации.

4. Построена качественная модель хемосорбции водорода на оверхлость элементного полупроводника, связанная с образовани-м дигидридных состояний. Эксперименты на поверхности (III) о структурой 7x7 подтвердили выводы модели о коллективном ха-

рактере процессов, связанных с хемосорбцией и десорбцией водорода с поверхности кремния.

5. Исследована термодесорбция газов с поверхностей щ>емния и германия, модифицированных ионным пучком. Установлено, что об-лучанив приводит к качественному эффекту: в спектре ТДМС появляется новый пик, ответственный за дигидридное состояние, причем пик, ответственный за моногидридное состояние с ростом флюенса исчезает. Установлено, что появление нового пика носит пороговый характер и происходит при критических флюенсах (^Ю13

о С

см~й) и экспозициях (> 5*10" Topp.с). Появление нового пикав спектре термодесорбции водорода с поверхности Ь-е хорошо подтверждает предложенную модель хемосорбции водорода и полученную зависимость энергии разрыва димерной связи от концентрации дефектов.

6. Обнаружена перестройка спектров ТДМС аргона из

№ и

^о при- изменении температуры и флюенса облучения. Облучение

17 -2

при высокой температуре (Т^д^ЭОО К) флюенссм -Ss- 10 см позволило обнаружить совокупность новых явлений:

- аномальную термодесорбцию (Ед^< 0) в спектре обратной термодесорбции

Ar из Со • , связанную со структурным фазовым переходом 1ЦК -*■ ШУ, проходящш в кобальте при этой температуре (Т —640 К);

- аномальную термодесорбцию (Е^рр< 0) в спектрах обратной термодесорбции At из Ni , связанную с возникновением кристаллических включений с участием аргона (Т--°850 К) (определены кристаллографические параметры включения);

- плавление кристаллических включений при Т=(850-860) К;

- испарение включения при Т=1350 К;

- терыоциклирование превращения кристаллизация-плавление.

7. Предложено теоретическое описание поведения обнаруженных включений инертных газов. Показано, что качественно все эффекты, фиксируемые экспериментально, можно объяснить, если учесть, что образующиеся в процессе облучения комплексы инертный газ-вакансии. взаимодействуют между собой через среду.

В рамках модельного парного потенциала получено уравнение состояния нецдеального "газа" аргон-вакансданных комплексов, возникающего в облучаемом ионами аргона металле. Показано, что наблюдаемые фазовые переходы происходят во включениях, основой которых является комплекс типа АгТ^ . При определенных условиях ( , Т<Ткгр ) неидеальный газ комплексов испытывает фазо-

вый переход I рода типа газ-жидкость. Из сравнения с экспериментом вычислены критические и равновесные параметры этого перехода. Гаким образом, модификация поверхности путем контролируемого звода радиационных дефектов с помощью низкоэнергетических иоя-шх или атомных пучков открывает возможность управления свойства-!И физической поверхности.

Основное содержание диссертации отражено в следующих опуб-ишованкых статьях и авторских свидетельствах:

Панеш A.M., Мясников И.А. Исследование адсорбированных молекул методом электронного удара.// Курн.физ.химии.-1965.-Т.39.-й 9-С.2326-2327. . Панеш А.И., Мясников И.А. Исследование адсорбированных молекул на полупроводниковых адсорбентах бомбардировкой возбужденными атомами ртути.// Нурн.физ.химии.-1968.-Т.42.-)£ 8-C.2I00-2IQ2.

. Панеш A.M., Мясников И.А. Исследование адсорбированных молекул методом электронного удара.// Проблемы кинетики и катализа. 14, Хемосорбция и ее роль в катализе.-Наука, М.,-1970.-С.127-129.

4. Панаш A.M., Мясников И.А. О взаимодействии возбужденных атомов металлов с полупроводниковыми адсорбентами Я -типа. // Журн. физ.химии. - 1971. - Т.45 - № 2 - C.26I-264.

5. Панеш A.M., Мясников И.А. Влияние адсорбции пара ртути на электропроводность полупроводниковых окислов. // Курн.физ. химии. - 1971. - Т.45 - № 10 - С.2644-2646.

6. Панеш A.M., Мясников И.А. Исследование взаимодействия возбужденных атомов ртути с адсорбированными на 2п0 молекулами. // Докл. АН СССР. - 1971. - Т.200 - № 5 - C.II36-II39.

7. Панеш A.M., Мясников И.А. О взаимодействии возбужденных благородных газов с полупроводниковыми окислами металлов. // Еурн.физ.химии. - 1972. - Т.46 - № 7 - С.1902.

8. Панеш A.M., Мясников И.А. Способ детектирования ионов в вакууме. // Авторское свид. № 392772. - 1972.

9. Панещ A.M., Мясников И.А. Способ детектирования возбужденных частиц. // Авторское свид. № 460806. - 1973.

10. Кощеев А.П., Панеш A.M., Мясников И.А. О взаимодействии медленных ионов с поликристаллическими пленками ZnO // Нурн.физ.химии. - 1975. - Т.49 - № 4 - C.I022-I024.

11. Кощеев А.П., Панеш A.M., Мясников И.А. Влияние бомбардировки низкоэнергетическими ионами инертных газов на свойства поверхности окиси цинка. // Письма в КТО. - 1976. - Т.2 -

№ 13 - С.607-610.

12. Кощеев А.Е., Панеш A.M., Мясников И.А. Влияние бомбардировки медленными ионами Кг+ на электрические свойства пленок Z пО а адсорбированным слоем атомов водорода. // Журн.физ химии. - 1976. - Т.50 - № 7 - C.I886-I888.

13. Кощеев А.П., Панеш A.M., Мясников И.А. Захват низкоэнергети ческих ионов инертных газов поверхностью окисных пленок. //

Письма в ЗШ. 1976. - Т.2 - JS 24 - C.II4I-II44.

14. Кощеев А.П., Панеш A.M., Мясников И.А. О взаимодействии ионов кислорода с поверхностью окиси цинка. // Журн.физ. химии. - 1977. - T.-5I ->67- С.730-731.

15. Кощеев А.П., Панеш A.M. Селективное распыление и изменения электрических и адсорбционных свойств поверхности окисных полупров одников

?п0 и ЪОо под действием инертных газов с энергией (10-300) эВ.// Изв. АН СССР, серия физич. -1980. - Г.44 - С.428-437.

16. Герчиков М.Ю., Кощеев А.П., Панеш A.M. Захват ионов инертных газов низких энергий поликристаллическими поверхностями титана и двуокиси гитана. // Журн.физ.химии. - 1982. - Т.52-Ji II - С.136-137.

17. Кощеев А.П., Панеш A.M. Изменение электрофизических свойств поверхности ZnO при бомбардировке ионами малых энергий. // Изв. АН СССР, серия "Неорганические материалы", - 1982.-Т.19 - № II - C.I853-I857.

18. Тимофеев А.Б., Панеш A.M., Герчиков М.Ю. Термодесорбция атомов инертных газов из неупорядоченных твердых тел: данные эксперимента и возможный механизм. // Поверхность. Физика, химия, механика. - 1984. - № 6 - С.70-73.

19. Беграмбеков Л.В., Герчиков М.Ю., Гусева М.Н., Дунаев В.В., ЗКиглинский А.Г., Иванов С.М., Мазуль И.В., Мансурова А.Н., Панеш A.M., Пдешивцев Н.В., Сагсаганский Г.Л., Тельковс-кий В.Г., Фафурина Э.Н., Фефелов П.А. Исследование взаимодействия ионов термоядерных энергий с поверхностью углерод-содержащих конструкционных материалов для термоядерных реакторов. // Препринт ИАЭ-4026/8. - 1984. - М., - 40с.

20. Панеш A.M., Тимофеев А.Б. Термодесорбция атомов инертного

газа из неупорядоченных твердых тел: перколяционный подход. // Поверхность. Физика, химия, механика. - 1984. -Н-С.19-22.

21. Панеш A.M., Герчиков М.Ю., Плешивцев Н.В. Способ изменения сорбционных свойств поверхности твердого тела. // Авторское свид. Ü 4122299. - 1986.

22. Кузьминов Д.Б., Панеш A.M., Симонов А.П. Влияние захвата ионов Не+ на фазовый переход на поверхности циркония. // Письма в ЖТФ. - 1986. - Т.12 - № 9 - 10 - С.610-612.

23. Яновский A.C., Симонов А.П., Панеш A.M. Исследование адсорбционных свойств поверхности (III) после ионной бомбардировки. // Курн.физ.химии. - 1986. - Т.60 - № 9 -

С.2355-2356.

24. Панеш A.M. Влияние низкоэнергетического ионного облучения на адсорбционную способность окислов. // Поверхность. Смзи-ка, химия, механика. - 1986. --JS 3 - С.38-41.

25. Кузьминов Д.Б,, Бврчиков М.Ю., Панеш A.M., Симонов А.П. Влияние фазового перехода в Со на выход ионноимплангирован-ных атомов инертного газа. // Поверхность. Физика, химия, механика. - 1989. - № 8 - C.II3-II6.

26. Яновский A.C., Герчиков М.Ю., Панеш A.M., Симонов А.П. Адсорбция водорода на Si (100): влияние ионной бомбардировки. // Курн.физ.химии. - 1987. - T.6I - » 3 - С.838-840.

27. Яновский A.C., Герчиков М.Ю., Панеш A.M., Симонов А.П. Влияние ионного облучения на природу адсорбционных центров на поверхности Ge (Ю0). // Письма в ЖТФ. - 1987. - Т. 13 -вып. 5 - С.298-302.

28. Яновский A.C., Герчиков М.Ю., Панеш A.M., Симонов А.П. Црирода центров адсорбции на поверхностях Si (100) ибе(ЮО).

// Докл.АН СССР. - 1987. - Т.295 - № I - С.153-157. Кузьминов Д.Б., Волков A.A.-, Герчиков М.Ю., Панеш A.M. Применение десорбционной масс-спектрометрии для анализа состояния и фазовых переходов в системе металл-инертный газ. // Препринт Л 031 88 - 1988. - М., МИФИ - 20 с. Кузьминов Д.Б., Волков A.A., Гзрчиков М.Ю., Панеш A.M., Симонов А.П. Фазовое состояние аргона, внедренного в Со в результате низкоэнергетической ионной бомбардировки. // Поверхность. Физика, химия, механика. - 1988. - № 10 -С.126-133.

Кузьминов Д.Б., Герчиков М.Ю., Панеш A.M., Симонов А.П. Фазовый переход в пузырьках криптона в никеле. // Журн.физ. химии. - 1988. - № 10 - C.I980-I984. Кузьминов Д.Б., Черников В.Н., Герчиков М.Ю., Панеш A.M., Симонов А.П. Пузырьки кристаллического аргона в никеле после низкоэнергетической ионной бомбардировки. // Письма в НФ. - 1988. - Т.14 - вып. 21 - C.I952-I957. Девятко Ю.Н., Панеш A.M., Тронин В.Н. Кинетика фазового перехода газ-жидкосгь в металле, облученном ионами аргона. // Журн.физ.химии. - 1989. - Т.63 - JS 10 - C.284I-2843. Яновский A.C., Герчиков М.Ю., Панеш A.M. Адсорбционные свойства кремния и германия после ионного облучения. // Поверхность. Физика, химия, механика. - 1989. - № 8 - С.5-16. Панеш A.M. Кристаллизация имплантированных в металл тяжелых инертных газов. // Известия АН СССР, серия физическая. -1990. - Т.54 - № 7 - C.I404-I4I0.

Лозовский А.Д., Гзрчиков М.Ю., Панеш A.M., Симонов А.П. Термодесорбционная масс-спектрометрия в исследовании адсорбционных состояний системы S>! (IOOJ+^O. // Курн.физ.химии.-

- 1990. - Т.64 - № 6 - C.I7I4-I7I6.

37. Девятко Ю.Н., Панеш A.M., Сторохенко В.А., Тронин В.Н. Фазовый переход в газе взаимодействующих аргон-вакансион-ных комплексов облученного металла. // Письма в ЖТ5. - 19

- T.I5 - вып. 22 - С.87-90.

38. Лозовский А.Д., Панеш A.M., Симонов А.П. Влияние предвари тельного ионного облучения кремния на состояние системы

£>i (IOOJ+HgO в интервале (300-1000Ж. // Курн.физ.хими 1991. - Т.65 - & 3 - С.806-809.

39. Лозовский А.Д., Панеш A.M., Симонов А.П. Обнаружение примесного водорода в монокристалле кремния с помощью ионног облучения. // Курн.физ.химии. - 1991. - Т.65 - № 7 - С.IS 1996.

40. Дзвятко Ю.Н., Панеш A.M., Тронин В.Н. Термодесорбционный высокотемпературный лик и фазовый переход в системе взаии действующих аргон-вакансионных комплексов облученного мет ла. // Поверхность. Физика, химия, механика. - 1991. - № С.149-152.

41.. Панеш A.M., Брусиловский Б.А. Электронно-стимулированная диссоциация молекул, адсорбированных на поверхности тверд тел.- Поверхность. Физика, химия, механика, 1984, Js 5, С.5-28.

42. Герчиков М.Ю., Панеш A.M. Захват ионов низких энергий тве дым телсм.// Журн.йиз.химии.- 1988.- T.62.-Ä I0-C.2829-2E

43. KuzMinov i.V., Chernikov УД, GerchiKov М. Ь, Panes! £>tMonov АД Solid argon eubßleä in nicKel after energy ion irradiation Radiation Effecrä Expr

1989, v.2, p,p. 159-164