Evaluation of the component composition and thickness of the modified layer of tungsten and tantalum carbides during stationary sputtering by helium ions bombardment

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A method is proposed for calculating the component composition and thickness of a layer of two-component targets changed as a result of prolonged (stoichiometric) sputtering when irradiated with light ions. The method is based on a previously tested model of sputtering inhomogeneous two-component materials with light ions. In the case of stationary sputtering of tungsten and tantalum carbides with helium ions, the results of calculations of the component composition and thickness of the modified layer are presented in comparison with experimental data.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. V. Manukhin

National Research University “MPEI”

Author for correspondence.
Email: manukhinvv@mpei.ru
Russian Federation, Moscow, 111250

References

  1. Wiederish H. // Surface Modification and Alloying. N.Y: Springer, 1983. P. 261.
  2. Betz G., Wehner G.K. // Sputtering by Particle Bombardment II. / Ed. Behrisch R. Berlin–Heidelberg: Springer–Verlag, 1983. P. 11.
  3. Andersen H.H. // Ion Implantation and Beam Processing / Ed. Williams J.S., Poate J.M. Sydney: Academic, 1984. P. 128.
  4. Sigmund P., Oliva A. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1993. V. 82. P. 242.
  5. Seah M.P., Nunney T.S. // J. Phys. D. 2010. V. 43. № 25. P. 253001. https://doi.org/10.1088/0022-3727/43/25/253001
  6. Lian S., Yang H., Terblans J.J., Swart H.C., Wang J., Xu C. // Thin Solid Films. 2021. V. 721. P. 138545. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2021.138545
  7. Sukenobu S., Gomay Y. // J. Nucl. Sci. Technol. 1984. V. 21. № 5. P. 366. https://doi.org/10.1080/18811248.1984.9731057
  8. Kelly R., Oliva A. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1986. V. 13. P. 283.
  9. Manukhin V.V. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1683. P. 032002. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1683/3/032002
  10. Manukhin V.V. // J. Phys.: Conf. Ser. 2022. V. 2388. P. 012009. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2388/1/012009
  11. Sigmund P., Oliva A., Falcone G. // Nucl. Instrum. Methods. 1982. V. 194. P. 541.
  12. Sigmund P., Oliva A. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1993. V. 82. P. 242.
  13. Galkute L., Pranevičius L., Zubauskas G. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1987. V. 21. P. 46.
  14. Манухин В.В. // Журнал технической физики. 2023. Т. 93. Вып. 6. С. 13. https://dio.org./10.21883/JTF.2023.06.55610.52-23
  15. Patterson W.L., Shirn G.A. // J. Vacuum Sci. Technol. 1967. V. 4. P. 343.
  16. Falcone G., Sigmund P. // Appl. Phys. 1981. V. 25. P. 307.
  17. Vicanek M., Jimenez-Rodriguez J.J., Sigmund P. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1989. V. 36. P. 124.
  18. Eckstein W. Computer Simulation of Ion–Solid Interaction. Berlin–Heidelberg: Springer–Verlag, 1991. 296 p.
  19. Biersack J.P. // Fusion Technol. 1984. V. 6. P. 475.
  20. Chou P.S., Ghoniem N.M. // J. Nucl. Mater. 1986. V. 141–143. P. 216.
  21. Roth J., Bohdansky J., Martinelli A.P. // Radiat. Effects. 1980. V. 48. P. 213.
  22. Varga P., Taglauer E. // J. Nucl. Mater. 1982. V. 111–112. P. 726.
  23. Taglauer E., Heiland W. // Proc. Symp. on Sputtering. Wien, 1980. P. 423.
  24. Eckstein W., Biersack J.P. // Appl. Phys. A. 1985. V. 37. P. 95.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Total WC sputtering coefficients depending on the energy of helium ions (normal incidence), calculation: solid line – stoichiometric sputtering of the modified layer; dashed line – without formation of the modified layer; symbols – experiment [21].

Download (10KB)
3. Fig. 2. Total sputtering coefficients of TaC depending on the energy of helium ions (normal incidence), calculation: solid line – stoichiometric sputtering of the modified layer; dashed line – without formation of the modified layer; symbols – experiment [21].

Download (10KB)
4. Fig. 3. Calculation of the thickness of the modified layer during stoichiometric sputtering of WC with helium ions depending on the ion energy (normal incidence).

Download (8KB)
5. Fig. 4. Dependence of the thickness of the modified layer on the energy of helium ions (normal incidence) during stoichiometric sputtering of TaC: solid line – calculation; symbols – experiment [22].

Download (10KB)
6. Рис. 5. Результаты расчетов относительной концентрации вольфрама в измененном слое при стехиометрическом распылении WC ионами He в зависимости от энергии ионов (падение под углом 30°): сплошная линия — расчет; □ — данные компьютерного моделирования [24]; ● — эксперимент [23].

Download (11KB)
7. Fig. 6. Results of calculations of the relative concentration of tantalum in the modified layer during stationary sputtering of TaC with He ions depending on the ion energy (normal incidence): solid line – calculation; symbols – experiment [22].

Download (9KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».