Роль электростатического поля в появлении вблизи поверхности металлосодержащего диэлектрика узкого и плотного слоя металлических наночастиц после облучения электронами

В работе предложен механизм формирования слоистой структуры металлических наночастиц в облученных быстрыми электронами металлосодержащих диэлектриках. На примере серебросодержащего стекла обсуждена модель, в рамках которой возможно накопление под поверхностью наночастиц серебра в двух слоях: широком, на глубине залегания внедренных первичных электронов (~3 мкм для электронов с энергией 30 кэВ), и экстремально узком, толщиной ~0.1 мкм, ближе к поверхности (на глубине ~0.5 мкм). И первый, и второй слои обязаны своим существованием сильным электростатическим полям, возникающим в областях, внедренных и находящихся в метастабильном состоянии первичных электронов (объемная отрицательная зарядка) и приповерхностного положительного пространственного заряда, сформированного истинной вторичной электронной эмиссией. Рассмотрен процесс диффузии поляризованных атомов серебра в указанном неоднородном электрическом поле при коэффициенте вторичной электронной эмиссии больше единицы. В представленной модели распределения пространственного заряда и электрического поля в серебросодержащем стекле, облученном быстрыми электронами, получен равновесный профиль концентрации атомов серебра в приповерхностном слое образца. Показано, что в сформированных электрических полях возможно образование структуры с областями обогащения и обеднения указанной примесью. Рассчитанные значения равновесных концентраций атомов серебра у поверхности образца могут превышать соответствующие объемные значения в несколько раз.

металлосодержащие диэлектрики, серебросодержащие стекла, ионные кристаллы, наночастицы, ионы, атомы серебра, зарядка стекла, зарядка кристаллов, вторичная электронная эмиссия, индуцированные диполи