Bombardımanla hafif atom numaralı hedefe gönderilen ağır iyonların dağılımının incelenmesi
The examination of heavy ions distribution bombarding with light atomic number
Yazar: NESLİHAN AYARCI
Danışman: PROF. DR. SAİM SELVİ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Ağır iyonlarla bombalanmış hafif hedefler için, çok geniş bir şekilde kullanılan SRIM (Ziegler et al., 1985) den daha doğru ortalama nükleer ve elektronik durdurma gücü veren STOPPO (Selvi vd., 2005) programının daha kapsamlı sonuçlar vermiştir. İmplantasyon esnasında meydana gelen fiziksel özelliklerin değişimi hesaba katılmıştır. 130 keV enerjili Zr+ iyonlarının 1x1017, 2x1017 ve 4x1017 iyon/cm2 akı değerleri için, berilyum hedef içerisindeki konsantrasyonlarının menzile ve iz düşüm menziline bağlı olarak iyonların dağılımları çizilmiş ve deney sonuçlarına uygun olmasını sağlayacak şekilde bilgisayar programı geliştirilmiştir. Hedef içerisine bombardımanla giren iyonların konsantrasyonlarının menzillerine göre bulunan dağılımları, Rutherford geri saçılma spektrometresiyle (RBS) elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Ayrıca 10 keV enerjili W+ iyonlarının, Be hedef içinde menzillerine göre dağılımları ve iyonların ve hedef atomlarının püskürme verimleri, geliştirilen STOPPO programıyla bulunarak deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Gelen W+ iyonlarının ve hedef atomların bulunan püskürme verimleri, TRIDYN (Eckstein, 2000) sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Be hedef içindeki İyon dağılımlarının deneysel sonuçlarda olduğu gibi Gauss dağılımına yakın sonuçlar vermesi sağlanmıştır. Gelen iyonla hedef atom çekirdeği arasındaki çarpma parametresi, SRIM programında uygulanan yönteme benzer şekilde, Monte Carlo yöntemiyle hesaplanmıştır. İyon-hedef atomu çarpışması devam ederken hedefin etkin atomik kütlesi ve etkin atom numarası gibi fiziksel değişmeler hesaba katılmış ve implantasyon esnasında devamlı olarak hesaplanmıştır. Bundan dolayı, hedefe çarpan veya hedef içine giren her iyon farklı fiziksel özellikteki hedefle karşılaşır. Bombardıman esnasında sürekli değişen, iyon ve hedef atomu arasındaki etkileşme potansiyeli, rastgele çarpma parametresi, etkin hedef atom numarası ve atomik kütle kullanılarak, Kütle Merkezi sisteminde saçılma açısı her gelen iyon için değerlendirilmiştir.

Abstract:
We have modified the code STOPPO (Selvi vd.,2005) which provides the mean nuclear and electronic stopping power calculations, more accurately for the case of heavy ions implanted into light target materials comparing to the more-widely used SRIM code (Ziegler et al., 1985). The concentration distributions versus ranges and projected ranges for 130 keV Zr+ ions, accelerated and sending into Be target to fluences of 1x1017, 2x1017 and 4x1017 ions/cm2 into Be target, are calculated. to match the experimental results, this code modified code taking into account the changes in some physical properties as the implantation proceeds. The concentration profiles of embedded ions are compared with those measured using Rutherford backscattering spectrometry (RBS). In addition 10 keV W+ ions, accelerated and sended into Be target, are investigated in terms of the concentration distributions versus ranges and projected ranges together with the sputtering yields versus W+ fluences. The sputtering yields are compared with those made by TRIDYN (Eckstein, 2000). The code is improved so as to give the ion concentration depth distribution near to a Gauss distribution like the experimental results. The physical changes such as atomic mass and atomic number of the target are taken into account and determined simultaneously as the ion-atom collision proceeds. Therefore every ion impinging on or penetrating into target encounters with the target of different physical properties. Selection of impact parameter for every arriving ion is done using Monte Carlo method. Electronic and nuclear stopping powers, partial sputtering ratio of arriving every ion on the target atom are calculated during the implantation. The scattering angle in the CM system is evaluated for each incoming ion using the interaction potential between the ion and the target atom and the random impact parameter taking into the changes in the target atomic number and atomic mass during the implantation