Особенности тепловых процессов и влияния импульсного нагрева поверхностных слоев титана на диффузионный перенос примесей при высокоинтенсивной ионной имплантации

Аннотация

Методы модификации поверхностных и приповерхностных слоев материалов и покрытий ионными пучками имеют перспективы применения во многих областях науки и техники. Методвысокоинтенсивной имплантации пучками ионов высокой плотности мощности субмиллисекундной длительности предполагает значительный импульсный разогрев приповерхностногослоя облучаемой мишени, с последующим быстрым его охлаждением за счет отвода теплавнутрь материала благодаря теплопроводности и реализацию импульсно-периодической радиационно-усиленной диффузии атомов на глубины, существенно превышающие проективныйпробег ионов. В настоящей работе исследуются особенности тепловых процессов и влияниеимпульсного разогрева приповерхностных слоев титана на диффузионный перенос в условиях синергии высокоинтенсивной имплантации ионов и энергетического воздействия импульсно-периодического пучка высокой плотности мощности на поверхность с целью увеличенияглубины ионного легирования за счет радиационно-стимулированной диффузии в условияхограниченного разогрева всего образца. Приведены данные численного моделирования динамического изменения температурных полей в титане и самодиффузии титана при воздействиина поверхность пучков ионов субмиллисекундной длительности с импульсной мощностьюв десятки кВт/см2, флюенс ионов в импульсе 1,25×1015 ион/см2.