Regensburg 2004 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 1: Ionenimplantation I

DS 1.2: Vortrag

Montag, 8. März 2004, 09:45–10:00, HS 31

Spuren hochenergetischer Ionen in NiO — •Beate Schattat¹, Wolfgang Bolse¹, Hartmut Paulus¹, Siegfried Klaumünzer² und Roland Scholz³ — ¹Institut für Strahlenphysik, Universität Stuttgart — ²Hahn-Meitner-Institut, Berlin — ³Max-Planck-Institut für Mikrostrukturforschung, Halle

Obwohl NiO unter Hochenergie-Ionenbestrahlung eine Reihe von Phänomenen (Ionenmischen, Selbstorganisationseffekte) zeigt, die ein kurzzeitiges Aufschmelzen des Materials entlang der Ionenbahn nahelegen, konnten bislang keine latenten amorphen Ionenspuren nachgewiesen werden. Wir konnten jetzt zeigen, dass bei hinreichend großem Energieeintrag durch das Ion tatsächlich eine kurzfristig aufgeschmolzene Ionenspur gebildet wird, die aber nach der Erstarrung offensichtlich wieder vollständig rekristallisiert. Wir haben etwa 100 nm dicke NiO-Einkristalle mit 90 MeV bis 350 MeV Ar-, Kr-, Xe- und Au-Ionen mit kleinen Fluenzen von 3−4 · 10¹⁰cm⁻² bestrahlt, so dass die Ioneneinschläge hinreichend weit voneinander separiert waren. 200 kV TEM Untersuchungen der Ar bestrahlten Probe zeigen keinerlei Veränderung gegenüber der unbestrahlten Probe, wohingegen die mit den schwereren Ionen bestrahlten Proben spurartige strukturelle Veränderungen aufweisen. Dieses Verhalten ist im Einklang mit dem Schwellenverhalten, das auch bei den oben genannten Effekten beobachtet wurde. Während bei Kr nur erste Spuransätze beobachtet werden, bilden sich bei Xe- bzw. Au-Bestrahlung hohle Kanäle von etwa 3 nm Durchmesser aus, an deren Enden (Ein- bzw. Austrittspunkt des Ions) sich kugelförmige Ausscheidungen mit etwa 10 nm Durchmesser befinden.