A kinetikus energia-lerakódások és az ionnyaláb-additivitás által kiváltott nanoszerkezetek
A nanoszerkezetek szilárd felületen történő reprodukálható és jól kontrollálható módon történő fejlesztése, amelyek eredeti tulajdonságokkal bírhatnak (gázdetektorok, mágneses érzékelők, reaktivitás és katalízis stb.), Eredeti eszközöket és a felület strukturálási jelenségeinek (kapcsolattörések, diffúzió, szegregáció stb.).
A lehetséges technikák közül az anyag ionnyalábos strukturálása egy eredeti technika, amely a MADIR csoport - Anyagok, hibák és besugárzás a CIMAP-nál - kutatási tevékenységének középpontjában áll. Nemrégiben ez a csapat a kínai és osztrák csapatokkal együttműködve megvizsgálta a CaF2 felületi módosulásait és független ábrák létrehozását, mind a kinetikus energián, mind az 'ionnyalábok töltöttségi állapotán keresztül.
Az Xe-ionokkal besugárzott CaF2 felületén a foltok képződésének fázisdiagramját az elektronok gerjesztésével bekövetkező energiaveszteség függvényében hoztuk létre, összekapcsolva az ionok kinetikus energiájával és azok potenciális energiájával. a hiányzó elektronok kötési energiái). A köztes rendszerben a tisztán kinetikus vagy pusztán potenciális energia lerakódásai között egy formalizálás és egy 3D-s modellezés lehetővé tette annak bemutatását, hogy a két folyamat additivitása megmagyarázza a nanostruktúrák kialakulását, az indukált nanostruktúrák kialakulásának küszöbértékei alatt. egyik vagy másik mechanizmus.
Az anyagok nanoszerkezete napjainkban az egyik legnépszerűbb technológiai alkalmazás az ionnyalábok számára. Valójában az anyagon való utazásuk során az ionok a pályájuk mentén rakják le energiájukat; amely véglegesen módosíthatja az anyag térfogatát (hibák keletkezése, fázisátalakulás, részecskék alakítása stb.), valamint annak felületén (kráterek, csapok, barázdák, hullámok, redők stb. kialakulása) [ 1,2]. A nanostrukturáláshoz általában az ionok kollektív hatását használják. A CIMAP csapata azonban a GANIL gyors nehézionjainak köszönhetően néhány éve fejleszti az egyedi hatások szerinti nano-strukturálást (látens nyomok, nano-pórusok, rendszeresen elhelyezett nano-dudorok húrja stb. Létrehozása).
A CIMAP kutatói a lanzhoui modern fizika és a bécsi alkalmazott fizika intézeteivel együttműködve egy ismert szigetelő, a CaF2 [1,3] felületi módosításai iránt érdeklődtek az ionnyaláb energiájának lejátszása miatt. A felhasznált gerendák nagyon különböző energiarendszerekhez tartoznak, de közös jellemzőjük van: a lövedékből az anyagba történő energia lerakódása elektronikus gerjesztésekkel történik, és nem ballisztikus ütközésekkel. Így a Caen-i GANIL-nél előállított gyors ionok (MeV-GeV) és a Lanzhou-i IMP-n termelt erősen feltöltött lassú ionok (keV) extrém eseteit használták a kinetikus energia-lerakódások gerjesztő elektrononkénti változtatására (Se keV/nm), illetve potenciális energia (Ep keV-ben, a hiányzó elektronok kötési energiáinak összegét képviselve).