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Nano-Mamelons et Nano-Cratères Fortement Chargés de Forme d'Ions

Published on October 3, 2012 at 9:16 AM

Dans le domaine de la nanotechnologie, des particules électrique-chargées sont fréquemment utilisées comme outils pour la modification extérieure. Les Chercheurs chez le Helmholtz-Zentrum Dresde-Rossendorf (HZDR) et TURQUIE Vienne pouvaient enfin réconcilier des enjeux importants au sujet des effets des ions fortement chargés sur des surfaces.

Le bombardement Suivant avec les ions fortement chargés, nano-mamelons ont formé dans un domaine de la fonte localisée. C'est une image atomique de microscope de force. Crédit d'Illustration : HZDR

Des Faisceaux ioniques ont été utilisés depuis quelque temps pour la modification extérieure car les ions sont capables de transporter de telles hautes énergies que seule une particule unique peut induire les modifications drastiques à la surface sous le bombardement. Après examen attentif, une équipe de recherche internationale pouvait enfin jeter la lumière sur les raisons pour lesquelles parfois les cratères et d'autres mamelons de périodes forment en raison de ce procédé. Leurs découvertes ont été récent publiées au tourillon scientifique, Lettres Matérielles de Révision.

Charge au lieu de vitesse

« Si l'objectif est de déposer un maximum d'énergie sur un endroit minuscule sur la surface, il est utile comparativement peu de bombarder simplement la surface avec les atomes rapides, » explique Prof. Friedrich Aumayr de l'Institut de la TURQUIE Vienne de la Physique Appliquée. « Les particules Rapides pénètrent profondément dans le matériau déposant de ce fait leur énergie sur une large gamme. » Si, cependant, vous éliminez d'abord un grand nombre d'électrons de différents atomes et permettez ensuite à ces ions fortement chargés de se heurter la surface du matériau, les effets que vous obtenez sont tout à fait excessifs comme énergie qui a été précédemment exigée pour ioniser les atomes maintenant est relâchés dans une zone très petite de quelques nanomètres de diamètre, et dans un temps ultra-court.

Ceci peut mener à la fonte d'un volume très petit du matériau, de perte de sa structure atomique ordonnée, et, en conclusion, de son extension. Le grand nombre d'excitations électroniques qui résultent des interactions de l'ion avec la surface ont une incidence forte sur le matériau et mène éventuel aux atomes étant envoyés hors de la position. Le résultat final est la formation de nano-mamelon - l'aspect des protrusions minuscules sur la surface du matériau. Si l'énergie exigée pour initier la fonte du matériau est insuffisante, les petits trous ou défauts formeront sur ou ci-dessous la surface au lieu.

Les expériences Élaborées à l'installation de HZDR pour les ions fortement chargés étaient juste comme importantes pour obtenir une illustration détaillée des procédés qui ont lieu sur la surface du matériau qu'étaient les simulations sur ordinateur et le vaste travail théorique. « À notre dextérité neuve de HZDR, nous avons les capacités pour former délibérément des nano-mamelons et des nano-cratères sur des surfaces. En collaboration étroite avec les groupes de nos collègues Friedrich Aumayr et Joachim Burgdörfer à la TURQUIE Vienne nous avons réussi pour saisir les mécanismes matériels fondamentaux plus en détail », explique M. Stefan Facsko. M. Égyptien Ayman EL-Dit de physicien, qui a passé deux ans comme recherche de conduite de camarade de Fondation de Humboldt à HZDR, a apporté les cotisations substantielles au fuselage actuel de la recherche dans ce domaine.

Suppositions confirmées

Les scientifiques appellent leurs résultats la pièce du puzzle importante manquante pour les aider pour comprendre l'interaction des ions fortement chargés avec des surfaces. En soumettant l'échantillon à un traitement de l'acide après bombardement d'ion, ils peuvent documenter le point selon lequel une surface est modifiée aux énergies données. La formation des nano-mamelons dépend largement de la condition de la charge des faisceaux ioniques et dans une moindre mesure de leur vitesse. La formation des cratères, d'autre part, dépend de la condition de charge et de l'énergie cinétique des ions. Les chercheurs de Vienne et de Dresde ont eu long suspecté ceci et pouvaient finalement produire la preuve nécessaire obtenue à partir de leurs expériences entreprises au HZDR.

Source : http://www.hzdr.de/

Last Update: 3. October 2012 10:39

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