МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра физической электроники и технологии
Индивидуальное домашнее задание №4
Студент гр. 0207 _________________ Маликов Б.И.
Преподаватель _________________ Никитин А.А.
Санкт-Петербург
2023
ЗАДАНИЕ
Постройте зависимость от энергии скорости травления меди пучком ионов аргона. Диаметр пучка 50 мм, а ионный ток 20 мА, диапазон энергий 600 – 1000 эВ.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Диаметр пучка: d = 50 мм
Ионный ток: I
= 20 мА = 20
10-3
А
Диапазон энергий E: 600 – 1000 эВ
= 1,9417
q = 14,8712
μ = 2,3907
Eпор = 12,9166 эВ
1. Материал: Аргон (Ar)
Z1 = 18
M1 = 39,948 г/моль = 39,948 10-3 кг/моль
2. Материал: Медь (Cu)
Z2 = 29
= 8,93 г/см3
= 8930 кг/м3
M2 = 63,546 г/моль = 63,546 10-3 кг/моль
РЕШЕНИЕ
Построение зависимости от энергии скорости травления меди пучком ионов аргона:
В первую очередь, приведем энергию к безразмерному виду, а именно:
ε = F E
где F вычисляется как:
F
=
Для вычисления F, вычислим параметр экранирования a:
a
=
Используя Mathcad, получим следующее значение параметра экранирования:
a = 1,162∙10-11 м
Тогда, используя Mathcad, вычислим F:
F = 9,5∙10-6 эВ-1
Отсюда, выражение для вычисления безразмерной энергии:
ε(E) = F E = 9,5∙10-6 E
Пример вычисления безразмерной энергии для значения энергии E = 600 эВ:
ε(600) = 9,5∙10-6 600 = 5,7∙10-3
Далее, вычислим ядерную тормозную способность. Воспользуемся следующей формулой:
Sn
=
Пример вычисления ядерной тормозной способности для значения энергии
E = 600 эВ:
Sn(600) = 0,156
Вычислим коэффициент распыления по следующей формуле:
Y
=
Пример вычисления коэффициента распыления для значения энергии
E = 600 эВ:
Y(600) = 2,314
Вычислим скорость травления меди пучком ионов аргона по формуле:
Vтр
=
Пример вычисления скорости травления меди пучком ионов аргона для значения энергии E = 600 эВ:
Vтр(600) = 1,741∙10-9 м/c = 1,741 нм/c
Приведем зависимость скорости травления от энергии:
Рис. 1 – График зависимости скорости травления меди пучком ионов аргона от энергии