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Posted in | Nanoanalysis

In Hohem Grade Belastete IonenFormular Nano--Kleine Hügel und Nano--Krater

Published on October 3, 2012 at 9:16 AM

Auf dem Gebiet der Nanotechnologie, werden elektrisch-belastete Partikel häufig als Hilfsmittel für Oberflächenmodifikation verwendet. Forscher beim Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und der TU Wien waren schließlich in der Lage, wichtige Punkte hinsichtlich der Effekte von in hohem Grade belasteten Ionen auf Oberflächen zu versöhnen.

Folgende Bombardierung mit in hohem Grade belasteten Ionen, Nano-kleine Hügel haben sich in einem Bereich des lokalisierten Schmelzens gebildet. Dieses ist ein Atomkraftmikroskopbild. Abbildung Kredit: HZDR

Ionenbündel sind seit einiger Zeit für Oberflächenmodifikation verwendet worden, da Ionen zum Tragen solcher Hochenergien fähig sind, dass ein einzelner Partikel allein drastische Änderungen an der Oberfläche unter Bombardierung verursachen kann. Nach sorgfältiger Untersuchung war ein internationales Forscherteam schließlich in der Lage, Leuchte auf den Gründen zu verschütten, warum manchmal Krater und andere Zeitkleine hügel infolge dieses Prozesses sich bilden. Ihre Ergebnisse sind vor kurzem in der wissenschaftlichen Zeitschrift, Körperliche Zusammenfassungs-Schreiben veröffentlicht worden.

Ladung anstelle der Drehzahl

„Wenn das Ziel, eine maximale Menge Energie auf einer kleinen Stelle auf der Oberfläche abzugeben ist, ist es von verhältnismässig wenig Gebrauch, die Oberfläche mit schnellen Atomen einfach zu bombardieren,“ erklärt Prof Friedrich Aumayr des des Instituts TU Wiens der Angewandten Physik. „Schnelle Partikel dringen tief in das Material ein, das dadurch abgibt ihre Energie über einer großen Auswahl.“ Wenn jedoch entfernen Sie zuerst viele Elektronen von den einzelnen Atomen und lassen dann diese in hohem Grade belasteten Ionen mit der Materialoberfläche zusammenstoßen, sind die Effekte, die Sie erhalten, als die Energie, die vorher gefordert wurde, um die Atome zu ionisieren, wird jetzt freigegeben innerhalb eines sehr kleinen Bereiches einiger nm im Durchmesser und innerhalb einer ultrashort Zeit ziemlich drastisch.

Dieses kann zu das Schmelzen eines Bändchens des Materials, des Verlustes seiner geordneten Atomzelle und schließlich seiner Reihenentwicklung sehr führen. Die große Anzahl von elektronischen Erregung, die aus den Interaktionen des Ions mit der Oberfläche hat eine starke Auswirkung auf das Material resultieren und führt schließlich zu die Atome, die aus Stellung heraus gestoßen werden. Das Endergebnis ist Entstehung des Nano-kleinen Hügels - das Aussehen von kleinen Vorsprüngen auf der Materialoberfläche. Wenn die Energie, die benötigt wird, um das Schmelzen des Materials zu initialisieren, unzureichend ist, bilden sich kleine Löcher oder Defekte auf oder unterhalb der Oberfläche stattdessen.

Durchdachte Experimente am HZDR-Teildienst für in hohem Grade belastete Ionen waren zum Erhalten einer ausführlichen Abbildung der Prozesse gerade so wichtig, die an der Materialoberfläche stattfinden, wie Computersimulationen und umfangreiche theoretische Arbeit waren. „An unserem neuen HZDR-Teildienst, haben wir die Fähigkeiten für Nano-kleine Hügel und Nano-krater auf Oberflächen absichtlich bilden. In enger Zusammenarbeit mit den Gruppen unserer Kollegen Friedrich Aumayr und Joachim Burgdörfer in dem TU Wien folgten wir, um die zugrunde liegenden körperlichen Vorrichtungen ausführlicher zu fassen“, erklären Dr. Stefan Facsko. Ägyptischer Physiker Dr. Ayman EL-Besagt, der zwei Jahre als Humboldt-Basisgegenstückleitforschung an HZDR verbrachte, machte erhebliche Beiträge zum aktuellen Gehäuse der Forschung auf diesem Gebiet.

Annahmen bestätigt

Die Wissenschaftler nennen ihre Ergebnisse das fehlende wichtige Puzzleteil, um ihnen zu helfen, die Interaktion von in hohem Grade belasteten Ionen mit Oberflächen zu verstehen. Indem sie die Probe einer Schwefelsäureraffination nach Ionenbombardierung unterwerfen, sind sie in der Lage, den Umfang zu dokumentieren, in dem eine Oberfläche an gegebener Energie geändert wird. Die Entstehung von Nano-kleinen Hügeln hängt in hohem Grade vom Ladezustand der Ionenbündel und in geringerem Ausmaß von ihrer Geschwindigkeit ab. Die Entstehung von Kratern ist andererseits nach dem Ladezustand und der kinetischen Energie der Ionen abhängig. Die Wien- und Dresden-Forscher hatten lang dieses vermutet und nun schließlich in der Lage waren, den notwendigen Beweis zu erbringen, der aus ihren Experimenten erhalten wurde, die am HZDR geleitet wurden.

Quelle: http://www.hzdr.de/

Last Update: 3. October 2012 10:39

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