Распыление углеродных материалов ионами водорода, дейтерия и гелия в припороговой области энергий

Abstract

Основанная на автоионно-микроскопических анализах оригинальная методика определения коэффициентов распыления электропроводящих материалов при бомбардировке легкими ионами в припороговой области энергий (от 10 до 500 эВ) реализована для трех углеродных материалов: высокопрочного реакторного графита МПГ-6, высокоориентированного пиролитического графита (ВОПГ) и полиакрилонитрильных углеродных волокон УКН-400. Получены и проанализированы энергетические зависимости коэффициентов распыления указанных углеродных материалов ионами водорода, дейтерия и гелия при их нормальном падении на поверхность образцов. Установлены энергетические пороги начала распыления исследованных материалов. Обнаружено, что значения пороговых энергий близки для МПГ-6 и ВОПГ (Еth ≈ 40 эВ для ионов Н⁺ и Еth ≈ 30 эВ для ионов D⁺ и He⁺) и заметно ниже для углеродных волокон (Еth ≈ 20 эВ) всех трех типов ионов.

Заснована на автоіонно-мікроскопічних аналізах оригінальна методика визначення коефіцієнтів розпилення електропровідних матеріалів при бомбардуванні легкими іонами в пріпороговой області енергій (від 10 до 500 еВ) реалізована для трьох вуглецевих матеріалів: високоміцного реакторного графіту МПГ-6, високоорієнтованих пиролитического графіту (ВОПГ) і поліакрилонітрильних вуглецевих волокон УКН-400. Отримані і проаналізовані енергетичні залежності коефіцієнтів розпилення зазначених вуглецевих матеріалів іонами водню, дейтерію і гелію при їх нормальному падінні на поверхню зразків. Встановлені енергетичні пороги початку розпилення досліджених матеріалів. Виявлено, що значення порогових енергій близькі для МПГ-6 і ВОПГ (Еth ≈ 40 еВ для іонів Н⁺ і Еth ≈ 30 еВ для іонів D⁺ і He⁺) і помітно нижче для вуглецевих волокон (Еth ≈ 20 еВ) всіх трьох типів іонів.

Based on field-ion microscopy analyzes the original method of determining the sputtering electrically conductive materials when bombarded by light ions in the near-threshold energy range (from 10 to 500 eV) is implemented for three carbon materials: high reactor graphite MPG-6, highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) and polyacrylonitrile carbon MCI-400 fibers. Obtained and analyzed the energy dependence of the sputtering coefficients of these carbon materials with ions of hydrogen, deuterium and helium in their normal incidence on the sample surface. Installed energy thresholds start spraying the materials studied. It was found that the values ​​of the threshold energies close to MPG-6 and HOPG (Eth ≈ 40 eV for H⁺ ions and Eth ≈ 30 eV for ions D⁺ and He⁺) and significantly lower than for carbon fibers (Eth ≈ 20 eV) of all three types of ions.