Details

Работа посвящена модификации программы для определения коэффициентов отражения ионов и коэффициентов распыления вольфрама при бомбардировке ионами, анализу вкладов четырех механизмов, приводящих к распылению, и анализу влияния размера кристаллита на данные коэффициенты. Задачи, которые решались в ходе исследования. 1. Доработка программы для расчета коэффициентов отражения и распыления при облучении мишени потоком ионов. 2. Реализация случая поликристалла-мишени и вычисление для него коэффициента распыления и отражения. 3. Исследование влияния шероховатости поверхности на коэффициенты распыления в случае поликристалла-мишени путем выбора поверхностного потенциала. 4. Определение вкладов четырех механизмов, приводящих к распылению, для систем изотоп водорода — вольфрам и аргон — вольфрам. Работа проведена в лаборатории атомных столкновений в твердых телах ФТИ им. А.Ф. Иоффе, где собиралась значительная часть фактического материала: результаты коэффициентов распыления и отражения и вкладов механизмов, приводящих к распылению. Расчеты проводились с использованием разработанной в лаборатории доработанной программы на языке Fortran. В результате было показано влияние коэффициентов распыления и отражения от размера кристаллита. Характер зависимостей вкладов механизмов, приводящих к распылению, предложенный в работах Экштайна, подтверждается. Полученные результаты необходимы для дальнейшего построения собственной теории распыления. Понимание процессов, приводящих к распылению, а также построение теории с формулами для количественного описания распыления имеют ключевую роль в процессе конструирования реакторов управляемого термоядерного синтеза с положительным выходом по энергии. Для достижения данных результатов в работе был модифицирован программный код, разработанный в вышеупомянутой лаборатории.

The work is devoted to the modification of the program for determining ion reflection coefficients and tungsten sputtering yield during ion bombardment, analyzing the contributions of the four processes leading to sputtering, and analyzing the dependence of a crystallite size on these coefficients. The research sets the following goals: 1. Modification of the program for calculating ion reflection coefficients and sputtering yield when irradiating a target with an ion flux. 2. Implementation of the polycrystal solid target and calculation of the sputtering yield and reflection coefficients in this case. 3. Investigation of the dependence of surface roughness on sputtering yield in the case of the polycrystal solid target by choosing surface potential barrier. 4. Calculation of the contributions of the four processes leading to sputtering in the hydrogen isotope — tungsten and argon — tungsten interactions. The work was carried out in the Laboratory of Atomic Collisions in Solid Materials at the Ioffe Institute, where a significant part of the material was collected: the results of the sputtering yield and reflection coefficients and the contributions of the processes leading to sputtering. The calculations were performed using the modified by myself Fortran program developed in the laboratory earlier. As a result, the strong dependence of a crystallite size on sputtering yield and reflection coefficients was shown. The shape of the dependences of the contributions of the processes leading to sputtering, predicted in Ecksteins papers, is confirmed. The results obtained in this work are necessary for the further construction of a proper theory of sputtering. Physical understanding of the processes leading to sputtering, as well as development of a theory with quantitative descriptions of sputtering, play a key role in building economically viable fusion reactors.