Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 1: Ionenimplantation I

DS 1.1: Fachvortrag

Montag, 22. März 1999, 09:30–09:45, PC 7

Ionenmischen von Sb/Ni-Schichtpaketen mit hochenergetischen Ionen — •W. Bolse¹, S. Klaumünzer², F. Harbsmeier³ und A. Kulinska³ — ¹Institut für Strahlenphysik, Universität Stuttgart — ²Ionenstrahllabor, Hahn-Meitner-Institut Berlin — ³II. Physikalisches Institut, Universität Göttingen

Obwohl noch immer umstritten ist, ob die atomare Durchmischung von Dünnschichtpaketen bei Ionenbestrahlung auf Diffusion in Thermal Spikes beruht oder ob es sich um chemisch geführten ballistischen Transport handelt, gibt es nur wenige Ionenmischexperimente bei einigen hundert MeV Ionen-Energie. In diesem Bereich, in dem das Ion seine Energie fast ausschließlich durch elektronische Energiedeposition verliert und direkte Atomverlagerung durch elastische Stöße eine untergeordnete Rolle spielt, gibt es klare Hinweise auf die Ausbildung von Thermal Spikes, z.B. anhand zylindrischer Ionenspuren in komplexen Strukturen. Hochenergie-Ionenbestrahlung bietet also eine gute Möglichkeit, die Bedeutung von Thermal Spikes beim Ionenmischen detailliert zu untersuchen. Wir haben Sb/Ni-Doppelschichten auf Si mit 210 MeV Kr-Ionen bestrahlt und die Konzentrationsverteilungen an den Grenzflächen vor und nach Bestrahlung mit Rutherford-Rückstreu-Spektroskopie bestimmt. Es wurde ein deutlicher Mischeffekt beobachtet, die Mischeffizienz bei elektronischer Energiedeposition ist allerdings 66 mal kleiner als im Falle nuklearen Energieverlusts bei Ionenenergien von einigen hundert keV.