Ориентационные эффекты при каналировании ионов в кристаллах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Рахимов, Степан Вадимович
- Специальность ВАК РФ01.04.07
- Количество страниц 114
Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Рахимов, Степан Вадимович
Введение
Глава 1 КАНАЛИРОВАНИЕ ИОНОВ
1.1 Концепция метода
1.2 Каналирование в сочетании с обратным рассеянием
1.3 Каналирование в многокомпонентных кристаллах
1.4 Статистическая модель каналирования и правило обратимости
1.5 Многозарядные ионы. Эффекты «охлаждения» и «нагрева»
Глава 2 ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ
КИСЛОРОДНОЙ ПОДРЕШЕТКИ В КРИСТАЛЛЕ УВа2Си307 МЕТОДОМ КАНАЛИРОВАНИЯ
2.1 Введение
2.2 Осевое каналирование ионов в многокомпонентных кристаллах
2.3 Потенциал. Используемые аппроксимации
2.4 Особенности осевого каналирования ионов в кристалле УВа2Си
2.5 Обсуждение результатов
2.6 Основные результаты, полученные в Главе
Глава 3 ПРОСТРАНСТВЕННОЕ И УГЛОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
ЗАРЯДОВЫХ СОСТОЯНИЙ ТЯЖЕЛЫХ КАНАЛИРОВАННЫХ ИОНОВ
3.1 Введение
3.2 Основные уравнения
3.3 Одноэлектронное приближение
3.4 Кинетические коэффициенты
3.5 Вероятности захвата и потери электрона
3.6 Длина свободного пробега
3.7 Обсуждение результатов численного решения
3.8 Основные результаты, полученные в Главе
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Физика конденсированного состояния», 01.04.07 шифр ВАК
Математическое моделирование стохастической динамики процессов деканалирования и реканалирования быстрых заряженных частиц в кристаллах2011 год, кандидат физико-математических наук Панина, Татьяна Александровна
Особенности взаимодействий заряженных частиц и ионизирующих излучений с ориентированными кристаллами и полупроводниковыми структурами2004 год, доктор физико-математических наук Кумахов, Адиль Мухадинович
Когерентные электромагнитные процессы, инициированные фотонами, электронами и тяжелыми ионами высоких энергий в ориентированных кристаллах1998 год, доктор физико-математических наук Пивоваров, Юрий Леонидович
Динамика и стохастизация высокоэнергичных волновых пучков в поперечно-неоднородных средах2002 год, доктор физико-математических наук Огнев, Леонид Иванович
Ланджевеновский подход к теории прохождения быстрых заряженных частиц через кристаллы1999 год, доктор физико-математических наук Кощеев, Владимир Петрович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Ориентационные эффекты при каналировании ионов в кристаллах»
Актуальность работы
Пучки быстрых заряженных частиц являются эффективным инструментом исследования состава и структуры конденсированных сред, поэтому исследование особенностей взаимодействия этих пучков с веществом имеет не только научную, но и практическую ценность. Электромагнитные процессы, сопровождающие их прохождение через различные среды, весьма многообразны и недостаточно исследованы. В последние годы был открыт целый ряд так называемых ориентированных эффектов, возникающих в кристаллах при каналировании ионов в них, которые уже нашли широкое применение в радиационной и ядерной физике.
Использование эффекта каналирования заряженных частиц для исследования кристаллов сложного химического состава и структуры позволяет получать уникальную информацию о профилях распределения примесей, радиационных дефектов, а также смещениях атомов из равновесных положений в кристаллической решетке. Особенности метода каналирования в многокомпонентных кристаллах позволяют получить информацию о структуре кристаллов, недоступную другим методам. Так, исследование кристаллов УВа2Си307.х с помощью метода каналирования выявило аномальное скачкообразное изменение величины статических и/или динамических смещений атомов из узлов кристаллической решетки вблизи температуры перехода в сверхпроводящее состояние. Использование «брустверных» областей угловых зависимостей дало возможность определения объемной модели структуры и получить детальную информацию о структурных особенностях кристаллической решетки таких кристаллов как УВа2Сиз07.х, Ьа2Си04 и Ш2Си04.
При проникновении многозарядного иона в твердое тело его зарядовое состояние быстро изменяется благодаря обмену электронами между ионом и твердым телом. Интерес к этому явлению был впервые проявлен в работах Бора и не ослабевает до сих пор. В понимании закономерностей, наблюдаемых при исследовании равновесных зарядовых состояний ускоренных ионов при их прохождении через аморфные твердые тела достигнут значительный прогресс, однако при движении ионов через кристаллические среды возникают новые явления, которые в полной мере не исследованы. В частности, обнаружено, что прохождение тяжелых ионов через ориентированные кристаллы сопровождается проявлением ряда эффектов, нарушающих изотропность углового распределения первоначально изотропного пучка. Систематическое экспериментальное исследование ориентационной зависимости прохождения различных ионов через различные кристаллы показало существование, так называемых, эффектов «охлаждения» или «нагрева» пучка ионов, движущихся вдоль кристаллографических направлений.
Таким образом, развитие теоретических методов для исследования эффекта каналирования и эволюции зарядовых состояний ионов при прохождении через кристаллы, которым посвящена работа, является актуальным и своевременным.
Цель работы:
Пучки быстрых заряженных частиц являются эффективным инструментом исследования состава и структуры конденсированных сред, поэтому исследование особенностей взаимодействия этих пучков с веществом имеет не только научную, но и практическую ценность. Электромагнитные процессы, сопровождающие их прохождение через различные среды, весьма многообразны и недостаточно исследованы. В последние годы был открыт целый ряд так называемых ориентированных эффектов, возникающих в кристаллах при каналировании ионов в них, которые уже нашли широкое применение в радиационной и ядерной физике.
Использование эффекта каналирования заряженных частиц для исследования кристаллов сложного химического состава и структуры позволяет получать уникальную информацию о профилях распределения примесей, радиационных дефектов, а также смещениях атомов из равновесных положений в кристаллической решетке. Особенности метода каналирования в многокомпонентных кристаллах позволяют получить информацию о структуре кристаллов, недоступную другим методам. Так, исследование кристаллов УВа2Сиз07х с помощью метода каналирования выявило аномальное скачкообразное изменение величины статических и/или динамических смещений атомов из узлов кристаллической решетки вблизи температуры перехода в сверхпроводящее состояние. Использование «брустверных» областей угловых зависимостей дало возможность определения объемной модели структуры и получить детальную информацию о структурных особенностях кристаллической решетки таких кристаллов как УВа2Сиз07.х, Ьа2Си04 и Ш2Си04.
При проникновении многозарядного иона в твердое тело его зарядовое состояние быстро изменяется благодаря обмену электронами между ионом и твердым телом. Интерес к этому явлению был впервые проявлен в работах Бора и не ослабевает до сих пор. В понимании закономерностей, наблюдаемых при исследовании равновесных зарядовых состояний ускоренных ионов при их прохождении через аморфные твердые тела достигнут значительный прогресс, однако при движении ионов через кристаллические среды возникают новые явления, которые в полной мере не исследованы. В частности, обнаружено, что прохождение тяжелых ионов через ориентированные кристаллы сопровождается проявлением ряда эффектов, нарушающих изотропность углового распределения первоначально изотропного пучка. Систематическое экспериментальное исследование ориентационной зависимости прохождения различных ионов через различные кристаллы показало существование, так называемых, эффектов «охлаждения» или «нагрева» пучка ионов, движущихся вдоль кристаллографических направлений.
Таким образом, развитие теоретических методов для исследования эффекта каналирования и эволюции зарядовых состояний ионов при прохождении через кристаллы, которым посвящена работа, является актуальным и своевременным.
Научная новизна
Впервые, с помощью разработанной кинетической теории каналирования: выявлены новые особенности строения кислородной подрешетки в кристалле УВа2Сиз07х; дано физическое объяснение обнаруженным эффектам «охлаждения» и «нагрева» ионных пучков при каналировании в кристаллах и проведено исследование прохождения многозарядных ионов через ориентированные кристаллы; предсказан эффект автомодельности угловых распределений при прохождении многозарядных ионов через тонкие ориентированные кристаллы; предсказана зависимость перехода от эффекта «охлаждения» к «нагреву» изотропного пучка тяжелых многозарядных ионов от глубины их проникновения в кристалл.
Практическая значимость
Проведенные в диссертации исследования позволили получить новые фундаментальные данные о структуре кислородной подрешетки кристалла УВа2Сиз07.х недоступные другим методам. Разработанная автором кинетическая теория каналирования тяжелых многозарядных ионов, учитывающая диффузию в пространстве поперечных импульсов и обмен зарядом между кристаллом и ионом позволит расширить возможности метода каналирования для получения уникальной информации не только о структурных особенностях кристаллов, но и о физике ион-атомных столкновений.
Положения, выносимые на защиту:
1. Из характера угловой зависимости выхода резонансного упругого рассеяния 160(аг,а)|60 ионов гелия на атомах кислорода в кристалле
УВа2Си307.х следует, что в кислородных цепочках имеются вакансии, формирующие разупорядоченную (составляющую не более 20 %) долю атомов кислорода, а атомы кислорода в этих цепочках смещены из положений равновесия в направлениях, перпендикулярных оси <001>.
2. Кинетическая теория прохождения тяжелых многозарядных ионов через кристаллы, учитывающая как диффузию в пространстве поперечных импульсов, так и обмен зарядом между кристаллом и ионом позволяет дать физическое объяснение обнаруженным эффектам «охлаждения» и «нагрева» ионных пучков при каналировании в кристаллах.
3. Проявление эффектов «охлаждения» или «нагрева» пучков тяжелых многозарядных ионов определяется различной зависимостью вероятностей захвата и потери электронов от прицельного параметра при взаимодействии ионов с атомными цепочками.
4. При прохождении многозарядных ионов через тонкие ориентированные кристаллы относительные угловые распределения обнаруживают свойство автомодельности, переход от эффекта «охлаждения» к «нагреву» изотропного пучка тяжелых многозарядных ионов зависит не только от энергии ионов, но и от глубины их проникновения в кристалл.
Апробация работы:
Основные результаты работы докладывались на международных конференциях и совещаниях:
1. На 36-ой и 37-ой Международных конференциях «По физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами» г. Москва, Россия, 2006, 2007 г.г.
2. На 11-ой и 12-ой Всероссийских научных конференциях студентов-физиков и молодых ученых, г.Екатеринбург, 2005, г. Новосибирск 2006 г.г.
3. На международной конференции «Many-Particle Effects in Radiation Physics», г. Белгород, сентябрь 2004 г.
4. На Российская межвузовской научной школе молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в индустрии наносистем, материалов и живых систем», 18-24 сентября 2006, МИЭМ, Москва.
5. На 7-ой Баксанской школе экспериментальной и теоретической физики, 22-27 октября 2006 г., Приэльбрусье, Кабардино-Балкария.
Личный вклад автора
Автором разработаны алгоритмы решения кинетических уравнений и выполнены все численные расчеты. Автор принимал непосредственное участие в постановке всех рассмотренных в диссертации задач, обсуждении полученных результатов и подготовке публикаций. Соавторы принимали участие в постановке задач, проведении экспериментальных работ по каналированию ионов в кристалле УВа2Сиз07.х и обсуждении полученных результатов.
Основные результаты работы:
1. Установлено, что характер измеренного выхода упругого резонансного рассеяния ионов Не+ с энергией 3.055 МэВ на атомах кислорода в кристалле YBa2Cu307.x вдоль осевого направления <001> свидетельствует о наличии смещений атомов кислорода в цепочках 0(3)-0(4) и 0(2)-0(2) в направлении, перпендикулярном оси <001>.
2. Установлено, что особенности в угловом распределении выхода резонансного упругого свидетельствуют о наличии разупорядоченной доли атомов кислорода (т.е. занимающих хаотические положения в плоскости, перпендикулярной направлению <001>), которая формируется из цепочек 0(3)-0(4) и 0(2)-0(2). Доля разупорядоченного кислорода составляет величину не более 20%.
3. Предложена модель попарного смещения атомов кислорода в одном направлении, причем направления смещений изменяются на противоположные для следующих пар вдоль цепочек <001> Такая модель смещения атомов кислорода и величина смещений не противоречит результатам исследований структуры УВа2Сиз07.х с помощью методов рентгеновской и нейтронной дифракции.
4. На основе кинетической теории прохождения многозарядных тяжелых ионов через кристаллы, учитывающей как диффузию в пространстве поперечных импульсов, так и обмен зарядом между кристаллом и ионом, дано адекватное описание наблюдаемых угловых распределений тяжелых ионов, проходящих через ориентированные кристаллы, вычислены парциальные угловые распределения различных зарядовых состояний и дано физическое объяснение обнаруженным эффектам «охлаждения» и «нагрева» ионных пучков при каналировании в кристаллах.
5. Показано, что проявление эффектов «охлаждения» или «нагрева» пучков тяжелых многозарядных ионов определяется зависимостью вероятностей захвата и потери электронов от прицельного параметра при взаимодействии ионов с атомными цепочками, что и определяет характер углового и пространственного распределения заряда каналированных ионов. Согласие с экспериментальными данными достигается при предположении, что при высоких энергиях ионов вероятность захвата электрона каналированными ионом подавлена по отношению к вероятности потери.
6. Показано, что переход от эффекта «охлаждения» к «нагреву» изотропного пучка тяжелых многозарядных ионов зависит не только от энергии ионов, но и от глубины их проникновения в кристалл.
7. Предсказан эффект автомодельности угловых распределений при прохождении многозарядных ионов через тонкие ориентированные кристаллы.
8. Показана возможность определения зависимости вероятностей захвата и потери электронов от прицельного параметра при взаимодействии ионов с атомными цепочками из экспериментально измеренных парциальных угловых распределений многозарядных ионов.
Публикации:
Материалы, изложенные в диссертации, опубликованы в журналах
Физика твердого тела», «Журнал технической физики», «Письма в ЖТФ»,
Известия ВУЗов, физика», «Nuclear Instruments and Methods in Physics
Research». Основные научные результаты, включенные в диссертацию, опубликованы в работах:
1. Borovik A.S., Malyshevsky V.S., Rakhimov S.V. Ion Channeling Investigation of Oxygen Sublattice in YBa2Cu307 Crystal Film. // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. - 2004. - V. B226, #3. - P. 385-391.
2. Боровик A.C., Малышевский B.C., Рахимов C.B. Исследование структурных особенностей кислородной подрешетки в кристалле YBa2Cu307.x методом каналирования. // Физика твердого тела. - 2005. - Т. 47,№9. -С. 1552-1558.
3. Borovik A.S., Malyshevsky V.S., Rakhimov S.V. Investigation of Oxygen Sublattice in High-Tc Crystals by Channeling Technique. // Вестник Воронежск. гос. ун-та. Сер. Физика, Математика. - 2005. - №1. - С. 128132.
4. Малышевский B.C., Рахимов C.B. Исследование структурных особенностей ВТСП-кристаллов методом каналирования и резонансных ядерных реакций. // Известия ВУЗов, Сер. Физика - 2006. - №8. - С. 35-39.
5. Малышевский B.C., С.В.Рахимов С.В. Пространственное и угловое распределение заряда тяжелых ионов при каналировании в кристаллах. // Журнал технической физики. - 2007. - № 4. - С. 1-9.
6. Малышевский B.C., Рахимов С.В. Особенности угловых распределений многозарядных ускоренных ионов в ориентированных кристаллах. // Письма в ЖТФ. - 2007. - Т. 33, №.16. - С.1-9.
7. Borovik A.S., Malyshevsky V.S., Rakhimov S.V. Investigation of Oxygen Sublattice in high-Tc // Proceedings of 7-th International Workshop "Crystals by Channeling Technique, High-Temperature Superconductors and Novel Inorganic Material Engineering", Moscow, Russia. June 20-25, 2004, Moscow, Russia.-P. 18.
8. Borovik A.S., Malyshevsky V.S., Rakhimov S.V. Investigation of Oxygen Sublattice in high-Tc Crystals by channeling technique. // Proceedings of International Workshop "Many-Particle Effects in Radiation Physics", Belgorod, Russia, September 7-10, 2004. - P. 57.
9. Рахимов С.В. Исследование структурных особенностей ВТСП-кристаллов методом каналирования и резонансных ядерных реакций. // Сб. тезисов докладов победителей студенческих научных конференций, проходящих в рамках «Недели науки» за 2004-2005 г. Ростов-на-Дону: Ростовск. гос. ун-т, 2005.-С. 175-180.
10. Рахимов С.В. Исследование кислородной подрешетки кристалла Y-Ba-Cu-0 методом каналирования. // Сборник тезисов Одиннадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, Екатеринбург, 24-30 марта 2005 г. - Екатеринбург: Изд-во АСФ России, 2005. - С. 125.
11. Рахимов С.В. Угловые распределения и кинетика быстрых каналированных ионов в кристаллах // Сборник тезисов Двенадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, Новосибирск, 23-29 марта 2006 г. - Новосибирск: Изд-во АСФ России, 2006. - С. 162.
12. Malyshevsky V.S., Rakhimov S.V. Spatial and Angular Charge Distribution of Channeled Heavy Ions. // Proceedings of 16th International Workshop on Inelastic Ion-Surface Collisions (IISC-16), Hernstein, Austria, September 17-22,2006-P. 81.
13. В.С.Малышевский B.C., Рахимов C.B. Угловые распределения и кинетика перезарядки быстрых каналированных ионов в кристаллах. // Сб. тезисов докладов XXXVI Международной конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, 30 мая - 1 июня 2006 - С. 22.
14. Рахимов C.B. Угловые распределения и кинетика перезарядки быстрых каналированных ионов в кристаллах. // Труды 7-ой Баксанской молодежной школы экспериментальной и теоретической физики, Приэльбрусье, Кабардино-Балкария, 22-27 октября 2006 г., М.: Изд-во МИФИ, 2007. - С. 206-214.
15. Рахимов C.B. Зарядовые распределения быстрых тяжелых ионов при каналировании в кристаллах. // Сб. тезисов докладов Российской межвузовской научной школы молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в индустрии наносистем, материалов и живых систем», Москва, 18-24 сентября 2006 г. - М.: Изд-во МИЭМ, С.23.
16. Малышевский B.C., Рахимов C.B. О возможности измерения зависимости вероятности захвата электронов от прицельного параметра при каналировании многозарядных ионов. // Сб. тезисов XXXVII Международной конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, 28 - 30 мая, 2007 - С. 30.
Похожие диссертационные работы по специальности «Физика конденсированного состояния», 01.04.07 шифр ВАК
Особенности рассеяния атомных частиц кристаллической поверхностью2011 год, кандидат физико-математических наук Казаков, Андрей Владимирович
Квантовые эффекты при излучении каналированных релятивистских электронов и позитронов2012 год, доктор физико-математических наук Коротченко, Константин Борисович
Когерентные эффекты типа Б при образовании свободных и связанных e +e- пар фотонами и ядрами высоких энергий в кристаллах2000 год, доктор физико-математических наук Кунашенко, Юрий Петрович
Моделирование плоскостного каналирования в фазовом пространстве поперечных энергий2007 год, кандидат физико-математических наук Холодов, Андрей Константинович
Спиновые эффекты при плоскостном каналировании релятивистских электронов, позитронов и тяжелых водородоподобных ионов2009 год, кандидат физико-математических наук Бабаев, Антон Анатольевич
Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Рахимов, Степан Вадимович
3.8 Основные результаты, полученные в Главе 3
1. Разработана кинетическая теория прохождения тяжелых многозарядных ионов через кристаллы. Теория учитывает как диффузию в пространстве поперечных импульсов, так и обмен зарядом между кристаллом и ионом. Это позволяет дать адекватное описание наблюдаемых угловых распределений тяжелых ионов, проходящих через ориентированные кристаллы, вычислить парциальные угловые распределения различных зарядовых состояний и дать физическое объяснение обнаруженным эффектам «охлаждения» и «нагрева» ионных пучков при каналировании в кристаллах.
2. Проведены расчеты углового и пространственного распределения заряда каналированных ионов с различной энергией. Проявление эффектов «охлаждения» или «нагрева» пучков тяжелых многозарядных ионов определяется зависимостью вероятностей захвата и потери электронов от прицельного параметра при взаимодействии ионов с атомными цепочками, что и определяет характер углового и пространственного распределения заряда каналированных ионов. Согласие с экспериментальными данными достигается в предположении, что при высоких энергиях ионов вероятность захвата электрона каналированными ионом подавлена по отношению к вероятности потери.
3. Показано, что переход от эффекта «охлаждения» к «нагреву» изотропного пучка тяжелых многозарядных ионов зависит не только от энергии ионов, но и от глубины их проникновения в кристалл.
4. Предсказан эффект автомодельное™ угловых распределений при прохождении многозарядных ионов через тонкие ориентированные кристаллы.
5. Показана принципиальная возможность определения зависимости вероятностей захвата и потери электронов от прицельного параметра при взаимодействии ионов с атомными цепочками из экспериментально измеренных парциальных угловых распределений многозарядных ионов. 1
Рис. 3.1. Усредненные по доступной области коэффициенты диффузии
АГ' 48МеУ,<100>М 2
Рис. 3.2. Усредненные по доступной области вероятности захвата и потери электрона.
А1 , Е=13.5 МеУ, <100> в!, 0.1 цт
А! , Е=48 МеУ, <100> БГ, 0.1 цт
0,40
0,35
0,30
0.25
0,15
0,10
0,05
0,000
0,005 0,010
Апд1е (гас!)
0,00 0,015 0,000 п-'-г
0,005 0,010
Апд1е (гас!)
0,015
Рис. 3.3. Парциальные угловые распределения каналированных ионов в кристалле.
Al**5, E=13.5 MeV, <100> Si, 0.1 ит аГ*, E=48 MeV, <100> Si, 0.1 цш
Angle (rad) Angle (rad)
Рис. 3.4. Угловая плотность распределения заряда каналированных ионов. аГ°, Е=13.5 МеУ, <100> Эь 0.1 цт а1*0, Е=48 Л/^, <100> 0.1 цт
Рис. 3.5. Пространственное распределение заряда каналированных ионов в поперечной плоскости канала.
А1 , Е=48 МеУ, <100> 0.1 цт У(х,у)
А1 , Е=13.5 МеУ, <100> ЭК 0.1 цт
Рис. 3.6. Распределение плотности потока каналированных ионов в поперечной плоскости канала.
1,04
АГ , Е = 48 MeV, <100> SI
1,03
1,02 о 1,01
1,00
0,99
Ьг^—
Depth, цт i 1 - 0.01
О/—Л 1 2-ОЛ
I 3-0.2
4 / \| 4 - 0.3 6 - 0.5 ij \1 7 - 0.7 8-1.0
1 9 - 2.0
1 иЧ'^ШгШ!^ ' • .
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Р/Р
АГ°, Е = 13.5 MeV, <100> Si
1,35 1,30 1,25 1,20 1,15 1,10 1,05 1,00 0,95 0,90
Рис. 3.7 Рассчитанные угловые распределения изотропного пучка ионов А1 с энергией 48 и 13.5 МэВ, прошедших кристалл кремния вдоль оси <100> в зависимости от толщины кристалла (Рсг — критический импульс для ионов с максимальным зарядом Q=13).
Y*0, E ■ 63 MeV, <100> Si
Angle, rad Angle, rad
Y*°,E = 177 MeV,<100>Si
Angle, rad Angle, rad
Рис. 3.8 Рассчитанные суммарные (а) и парциальные (b) угловые распределения изотропного пучка ионов Y с энергией 63 и 177 МэВ, прошедшего тонкий кристалл кремния вдоль оси <100>.
Crystal
Ion Beam detector or film
Рис. 3.9 Возможная принципиальная схема экспериментальной установки для измерения парциальных угловых распределений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Успехи в развитии физики ион-атомных столкновений, ядерной физики, а также современной электронной техники определили появление новых оригинальных методов исследования поверхностей твердых тел и кристаллических структур. Метод обратного резерфордовского рассеяния ионов, пришедший из ядерной физики, основан на кулоновском взаимодействии заряженной движущейся частицы с атомом исследуемого вещества. Этот метод в сочетании с каналированием и использованием резонансных ядерных реакций эффективен при решении фундаментальных и прикладных задач физики твердого тела, таких как определение местоположения примесных атомов и собственных дефектов в элементарной ячейке кристалла, определение амплитуды тепловых колебаний, изучение совершенства кристаллов.
Разработанная автором кинетическая теория каналирования ионов, учитывающая диффузию в пространстве поперечных импульсов и обмен зарядом между кристаллом и ионом позволит расширить возможности метода каналирования для получения уникальной информации не только о структурных особенностях кристаллов, но и о физике ион-атомных столкновений.
Автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность своему научному руководителю доктору физико-математических наук Малышевскому B.C. за многостороннюю помощь и полезные обсуждения затронутых в диссертации вопросов. Автор также выражает благодарность участникам ежегодной международной конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами за стимулирующие обсуждения и критические замечания.
Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Рахимов, Степан Вадимович, 2007 год
1. Lindhard J. Influence of crystal lattice on motion of energetic charged particles. // Kgl. Dan. Vidensk. Selsk., Mat.-Fys. Medd. 1965. - V. 34, #14. -64 p.
2. Фельдман Л., Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок. II Ж, «Мир». 1989. -342 с.
3. Cohen С., Dauvergne D. High energy ion channeling. Principles and typical applications. // Nucl. Instr. And Meth. in Phys. Res. 2004. - V. В 225 - P. 40-71.
4. Боровик A.C., Епифанов A.A., Корнеев Д.А., Малышевский B.C. Особенности каналирования ионов в монокристалле YBa2Cu307. // Препринт ОИЯИ, Р14-92-396. 18 с.
5. Andersen, J.A. et al. Channeling of 7.6 MeV He in YBCO. / J.A. Andersen, G.C. Ball., J.A. Davies, J.S. Forster, J.S.Geiger, R.P. Sharma, A. Uguzzoni //Nucl. Instr. And Meth. in Phys. Res. 1998. - V. В135. - P. 56-60.
6. Sharma R.P., Rehn L.E., Baldo P.M. Comparison of p and He channeling across Tc in YBa2Cu307.//Phys. Rev. В., 1991. - V.43. - P. 13711-13713.
7. Боровик A.C., Кобзев А.П., Ковалева E.A. Исследование кислородной подрешетки YBa2Cu307 // Физика и химия обработки материалов, №5. 1998.-С. 69-72.
8. Боровик А.С., Кобзев А.П., Ковалева Е.А., Потапов С.Н. Статические смещения атомов кислорода в кристаллической решетке YBa2Cu307. // Поверхность. 1997. - № 2. - С. 116-122.
9. Макаров В.И. и др. Изучение кристаллической структуры соединения1Я 1 ^1.2SrCu04 с помощью резонансной реакции 0(р,а) N. / В.И Макаров, Р.П. Слабоспицкий, Н.А. Скакун, А.С. Боровик, А.П. Воронов, А.Ю.
10. Гринченко, B.C. Малышевский, В.А. Олейник. // Физика низких температур -1991 Т. 17, № 4. - С. 476-480.
11. Borovik A.S., Epifanov A.A., Malyshevsky V.S., Makarov V.l. Lattice location of Li in N2dCu04 single crystal by channeling technique. // Nucl. Instr. And Meth. In Phys. Res. 1993. - V. B73. - P. 512-516.
12. Borovik A.S., Epifanov A.A., Malyshevsky V.S., Makarov V.l. Proton channeling investigation of La2Cu04. // Phys. Lett. 1992. - V. 161 A. - P. 523-525.
13. Borovik A.S., Kovaleva E.A., Malyshevsky V.S., Makarov V.l. Ion channeling investigation of the oxygen displacement in La2SrCu04 and Nd2Cu04. // Phys. Lett. 1992 - V. 171 A. - P. 397-402.
14. Remmel J.B. et al. Structural anomalies in the oxygen sublattice of YBa2Cu307 and EuBa2Cu307 at Tc. / J.B. Remmel, O. Meyer, J. Geerk, G. Linker, A. Erb, G. Muller-Vogt // Phys. Rev.- 1993 V. B48. - P. 1616816171.
15. Оцуки E.X. Взаимодействие заряженных частиц с твердыми телами. М.: «Мир», 1985.-280 с.
16. Комаров Ф.Ф., Кумахов М.А., Ташлыков И.С. Неразрушающий анализ поверхностей твердых тел ионными пучками. Минск: Изд-во Минск, гос. ун-та, 1987. - 256 с.
17. Кумахов М.А., Ширмер Г. Атомные столкновения в кристаллах М.: Атомиздат, 1980. - 192 с.
18. Schubert M. et al. Cooling and heating of channeled ions and corresponding charge state distributions. / M. Schubert, F. Gruner, W. Assmann, F. Bell, A.
19. Bergmaier, L. Goergens, 0. Schmelmer, G. Dollinger, S. Karamian // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. 2003 - V. В 209. - P. 224-232.
20. Malyshevsky V.S. Statistical Theory of Charge State Distributions of Channeled Heavy Ions. // Phys. Rev. 2005. - V. B72. - P. 094109-1094109-10.
21. Гранкина, T.B., Похил Г.П., Чердынцев B.B. Модель эффекта поперечного охлаждения и нагрева каналированных ионов. // Поверхность. 2005. - Т. 4. - С. 22-25.
22. Carlson Т.А., Nestor C.W., Wasserman J.N., McDowell J.D. Calculated Ionization Potentials for Multiply Charged Ions. // Atomic Data. 1970. - V. 2. - P. 63-99.
23. Самарский A.A. Теория разностных схем. M.: «Наука», 1989 - 616 с.
24. Bohr N. The penetration of atomic particles through matter. // Det. Kgl. Dan. Vid. Sel. Mat. Fys. Medd. 1948. - V. XVIII. - P. 425-569.
25. Betz H.D. Charge states and charge-changing cross sections of fast heavy ions penetrating through gaseous and solid media. // Rev. Mod. Phys. -1972.-V. 44.-P. 465-539.
26. Shima K., Kuno N., Yamanouchi M. Systematic of equilibrium charge distributions of ions passing through a carbon foil over the ranges Z=4-92 and E=0.02-6 MeV/u. // Phys. Rev. 1987. - V. A 40. - P. 3557 - 3570.
27. Shima К., Kuno N., Yamanouchi M, Tawara H. Equilibrium Charge Fractions of Ions of Z = 4-92 Emerging from a Carbon Foil. // Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1992 - V. 51. - C. 173-241.
28. Gruner F. et al. Transition from transverse cooling to heating. / F. Gruner, M. Schubert, W. Assmann, F. Bell, S. Karamian, J.U. Andersen. // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. 2002. - V. В 193. - P. 165-171.
29. Jakubafia-Amundsen D. H. Electron capture by highly charged projectiles under channeling conditions. // Phys. Rev. 2002. - V. В 65. - P.l 74110-1 -174110-9.
30. Andersen J.U., Gruner F., Ryabov V.A., Uguzzoni A. On transverse cooling of channeled ions by electron capture and loss. // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. -2002. -V. В 193. P. 118-127.
31. Кумахов M.A. Пространственное перераспределение потока заряженных частиц в кристаллической решетке. // Успехи физ. наук. -1975.-т.115,-С. 427-462.
32. Gemmel B.S. Channeling and related effects in the motion of charged particles through crystals. // Rev. Mod. Phys. 1974. - V. 46. - P. 129-227.
33. Borovik A.S., Malyshevsky V.S., Rahimov S.V. Ion channeling investigation of oxygen sublattice in УВа2Сиз07 crystal film // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. 2004. - V. В 226. - P. 385-391.
34. Боровик A.C., Малышевский B.C., Рахимов C.B. Исследование структурных особенностей кислородной подрешетки в кристалле УВа2Сиз07.х методом каналирования. // Физ. тверд, тела. 2005. - т.47, №9,-С. 1552-1558.
35. Borovik A.S., Malyshevsky V.S., Rakhimov S.V. Investigation of oxygen sublattice in high-Tc crystals by channeling technique. // Вестник Воронежского государственного университета, Серия Физика, Математика. -2005. №1. - С. 128-132.
36. Малышевский B.C., Рахимов C.B. Исследование структурных особенностей ВТСП-кристаллов методом каналирования и резонансных ядерных реакций. // Известия ВУЗов, Физика. 2006. -№8, - С. 35-39.
37. Малышевский B.C., Рахимов C.B. Пространственное и угловое распределение заряда тяжелых ионов при каналировании в кристаллах. // Жур. Тех. Физики. 2007. - №4. - С. 1-9.
38. Малышевский B.C., Рахимов C.B. Особенности угловых распределений многозарядных ускоренных ионов в ориентированных кристаллах. // Письма в Жур. Тех. Физики. 2007. - т.ЗЗ, в. 16, - С.1-9
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.