Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 26: FV-internes Symposium „Strukturbildung durch Ionenstrahlen“ Teil II

DS 26.2: Hauptvortrag

Donnerstag, 14. März 2002, 16:00–16:30, HS 32

Auf heißen Spuren: Modifikation und Strukturierung von Schichtpaketen durch hochenergetische Ionen — •Wolfgang Bolse — Institut für Strahlenphysik, Universität Stuttgart

schneller schwerer Ionen (MeV/amu) im Festkörper führt zu einer hochgradig angeregten zylindrischen Zone von wenigen nm Durchmesser, in der kurzzeitig (einige ps) alle Atome in Bewegung geraten (Schmelze) und nach dem Abkühlen in vielen Fällen eine defektreiche oder sogar amorphe latente Ionenspur hinterlassen. Daraus folgende Materialveränderungen (Zusammensetzung, Dichte, Struktur, Morphologie,...) wurden in vielen Experimenten an Bulkmaterialien untersucht. Hingegen gibt es bislang nur wenige Untersuchungen an Schichtsystemen. Wir haben uns daher in unserer Arbeitsgruppe mit Materietransportprozessen beschäftigt, die in Dünnschichtpaketen durch Bestrahlung mit hochenergetischen Ionen ausgelöst werden. Dabei handelt es sich zum einen um die atomare Durchmischung der inneren Grenzflächen, die insbesondere bei keramischen Systemen sehr stark ausgeprägt ist und vermutlich durch eindimensionale Interdiffusion in der aufgeschmolzenen Ionenspur hervor gerufen wird. Zum anderen haben wir erstmals ein neues Selbstorganisationsphänomen während Hochenergiebestrahlung von NiO-Schichten beobachtet und untersucht, bei dem die etwa 100 nm dicke Schicht zunächst periodische Rissbildung senkrecht zur Strahlrichtung zeigt und anschließend ein Aufstellen von etwa 100 nm breiten und 1 µm hohen NiO-Lamellen (Abstand 1-3 µm) erfolgt. Auch dieser Effekt hat seine Ursache in der Ausbildung von heißen Ionenspuren.