Теоретический анализ формирования концентрационных профилей ионов в металлических материалах при воздействии пучками вакуумно-дуговых источников тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Мельникова, Татьяна Сергеевна

• Мельникова, Татьяна Сергеевна
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Мельникова, Татьяна Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА

Массоперенос при ионном облучении твердых тел и способы его описания.

1.1. Физические процессы при взаимодействии ускоренных ионов с твердым телом.

1.1.1. Низкие дозы ионного легирования.

1.1.2. Высокие дозы ионного легирования.

1.2. Основные подходы при описании концентрационных профилей внедряемых ионов.

1.2.1. Метод статистических испытаний.

1.2.2. Метод моментов.

1.2.3. Метод прямого решения уравнения переноса частиц в пространстве энергий-углов.

1.2.4. Полиэнергетическая ионная имплантация.

1.2.5. Обобщенное уравнение массопереноса.

1.3. Постановка задач исследования.

ГЛАВА

Модель формирования концентрационных профилей при воздействии ионными пучками вакуумно-дуговых источников.

2.1. Модель формирования концентрационных профилей при высокодозовой ионной имплантации.

2.2. Влияние диффузионных процессов.

2.2.1. Массоперенос, обусловленный радиационно-стимулированной диффузией.

2.2.2. Массоперенос, обусловленный термической диффузией.

2.3. Модель формирования концентрационных профилей в режиме имплантации с растущим покрытием на поверхности мишени.

ГЛАВА

Анализ массопереноса при высокодозовой имплантации металлических материалов пучком источника «Радуга-5».

3.1. Характеристики вакуумно-дугового ионно-плазменного источника «Радуга-5».

3.2. Анализ формирования концентрационных профилей титана при облучении технически чистого никеля.

3.3. Особенности имплантации ионами алюминия.

3.3.1. Формирование профилей в технически чистом никеле и железе.

3.3.2. Формирование профилей в титане марки ВТ1-0 в режиме имплантации с растущим газо-металлическим покрытием.

3.3.2.1. Модель без учета влияния формирующейся пленки.

3.3.2.2. Модель, учитывающая рост пленки на поверхности мишени.

ГЛАВА

Анализ формирования концентрационных профилей внедряемых ионов при имплантации пучком источника «Диана-2» металлических материалов с различным структурным состоянием.

4.1. Характеристики вакуумно-дугового источника «Диана-2».

4.2. Анализ концентрационных профилей алюминия и никеля при имплантации титана марки ВТ 1-0 с различной зеренной структурой.

4.3. Анализ концентрационных профилей в металлических материалах при облучении "тяжелыми" элементами.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теоретический анализ формирования концентрационных профилей ионов в металлических материалах при воздействии пучками вакуумно-дуговых источников»

Одним из эффективных способов улучшения характеристик металлических материалов является радиационная обработка пучками заряженных частиц, в частности, ионная имплантация [1-10]. Выделяют ряд преимуществ данного метода: возможность образования в поверхностных слоях соединений, синтез которых невозможен в обычных условиях; отсутствие резкой границы модифицированного слоя и объемом мишени и др. Распределение имплантированных ионов в веществе зачастую определяет изменение физико-химических характеристик, износо- и корозионностойкость изделия [2, 5]. От параметров ионного пучка во многом зависит и комплекс возникающих явлений при прохождении ускоренных ионов в твердом теле. Имплантеры, генерирующие пучки средне-энергетических (10-1000

17 9 кэВ) ионов, позволяющие набирать дозы не выше 10 ион/см , как правило, обеспечивают легирование в непрерывном режиме полупроводниковых и, реже, металлических материалов. Разработанные теоретические модели формирования концентрационных профилей внедряемых частиц для таких условий имплантации достаточно хорошо описывают и позволяют предсказывать экспериментальные результаты [11].

С модернизацией и разработкой новых имплантеров, генерирующих высокие дозы (~ 1017-1019 ион/см2) средне-энергетических частиц, появилась возможность модификации слоев значительной толщины с содержанием твердых растворов высокой концентрации, наноразмерных фаз внедрения и интерметаллидных соединений [6, 7]. К ускорителям такого типа относят класс источников на основе вакуумной дуги, вследствие чего в зависимости от материала катода генерируется пучок ионов различной зарядности от 1+ до 6+ [12] в определенном процентном соотношении. Такой пучок является энергетически неоднородным, т.е. полиэнергетическим. К представителям вакуумно-дуговых источников, широко используемых для обработки конструкционных материалов, относят имплантеры: «Диана-2» [13], «МЕУУА» [14], шесть вариантов «Радуга» [15] и другие [16-18]. В большинстве случаев при теоретическом анализе экспериментальных результатов при высоких дозах легирования влияние полиэнергетического характера ионного пучка на формирование концентрационных профилей, как правило, не учитывается; в расчетах принимается во внимание только средняя энергия ионов. Данное обстоятельство приводит к несогласованности модельных кривых с экспериментальными. Поэтому является актуальной задача разработки теоретической модели для описания формирования концентрационных профилей, учитывающей влияние высоких доз внедряемых частиц и полиэнергетический характер пучка при имплантации.

В некоторых литературных источниках приводятся экспериментальные результаты по модифицированию материалов, в которых обнаружен усиленный массоперенос внедряемых ионов до глубин, значительно превышающих их предсказываемый проективный пробег. Так, например, в работах Шаркеева Ю.П., Козлова Э.В. и др. [17, 19-21] после воздействия пучком источника «Радуга-5» на поверхностные слои металлических материалов в зависимости от режима облучения (энергия, доза частиц, температура мишени и др.) внедряемые ионы распределяются до глубин 0,3-2,5 мкм, причем профили имеют сложную форму и характеризуются наличием широких максимумов, удаленных от поверхности. Классические теоретические подходы не позволяют однозначно интерпретировать наблюдаемые закономерности и предсказывать в дальнейшем возможное распределение частиц по глубине материала, что является актуальной задачей материаловедения. В самих экспериментальных работах также отсутствует теоретическая интерпретация наблюдаемых особенностей формирования концентрационных профилей.

К одному из перспективных направлений радиационной обработки материалов относят облучение в ионно-плазменном режиме [16, 22]. Комбинированный режим генерации плазмы с одновременным воздействием ионных потоков на материал подложки позволяет обеспечивать высокую скорость набора дозы , нагрев материала мишени до высоких температур и значительные модифицированные глубины -2,5 мкм [17, 20, 24]. В таком режиме имплантации на поверхности образца наблюдается рост покрытия со средней скоростью порядка нескольких нм/мин с содержанием примесных элементов (кислород, углерод, азот и др.). Формирование растущей пленки в процессе ионно-плазменного напыления во многом определяет распределение имплантируемых частиц по глубине мишени. Экспериментально наблюдаемые профили в этом случае имеют один максимум значительно удаленный от поверхности и немонотонное поведение вблизи нее.

Однако теоретического описания полученных закономерностей в литературе не приводится.

Использование мелкозернистых (со средним размером зерен <15 мкм) и наноструктурированных материалов все чаще привлекает внимание исследователей в связи с перспективой их широкого применения [25-28]. Особый интерес представляют исследования по модификации таких образцов ионными пучками [2931], поскольку ранее их использовали для модификации крупнозернистых образцов (с размерами зерен >15 мкм) [2, 3, 9, 32]. Проведенные экспериментальные исследования мелко- и наноструктурированных материалов [33-36] модифицированных ионными пучками, выявили улучшенные их физико-механические и др. свойства по сравнению с соответствующими крупнозернистыми

27]. Также были выявлены особенности распределения имплантируемой примеси в зависимости от зеренной структуры облучаемых образцов [33, 34]. Развитие теоретического подхода, способного учитывать как параметры ионной обработки, так и структуру материала мишени, является перспективным направлением с целью прогнозирования свойств материалов и применения оптимальных режимов облучения.

Использование готовых программных комплексов (TRIM [37], SRIM-2008

28], Géant [38] и др. [39]) для моделирования распределения внедряемых частиц по глубине мишени позволила успешно прогнозировать необходимые режимы имплантации при низких дозах облучения. Однако применение данных комплексов к условиям, реализуемых на современных имплантерах и структурированным материалам, не позволяет удовлетворительно интерпретировать наблюдаемые закономерности. В экспериментальных работах [39-43] посвященных изучению свойств образцов с предварительно нанесенной металлической пленкой на поверхность и без неё [44-48], подвергнутых ионному облучению в режиме высоких доз, приводятся результаты моделирования распределения внедренных частиц по готовым программным комплексам, основанным на методе Монте-Карло. Авторы отмечают несогласованность расчетных данных с полученными в экспериментах и отмечают необходимость разработки более универсального подхода, способного учитывать больший спектр протекающих процессов при ионной обработке, однако усовершенствованных теоретических моделей в работах не приводится.

Таким образом, в большинстве экспериментальных работ [4, 7, 9, 50-53] посвященных изучению процессов, происходящих в веществе при высокодозовой ионной имплантации, или отсутствует теоретическое обоснование наблюдаемых закономерностей, или же используются готовые программные продукты [37, 38], которые не всегда приводят к корректному описанию наблюдаемых результатов. Существующие на сегодняшний день стандартные методы моделирования ионной имплантации [1, 9, 50, 54, 55], сформулированы зачастую в приближении низких доз легирования, не учитывают полиэнергетичности ионного пучка и структурного состояния мишени. Применение ранее разработанных подходов [2, 3, 11, 41, 55-59] к современным материалам и усовершенствованным имплантерам уже не в состоянии удовлетворительно описать наблюдаемые особенности формирования концентрационных профилей в результате ионного воздействия. Возникает целый ряд явлений, требующий детального изучения [6, 60]. Поэтому является актуальной задача построения общей модели, позволяющей количественно и качественно описывать и прогнозировать распределение внедряемых ионов в зависимости от режимов имплантации и структурного состояния мишени.

Целью настоящей диссертационной работы является теоретический анализ формирования концентрационных профилей внедряемых ионов в металлических материалах различного структурного состояния при высокодозовой ионной имплантации частотно-импульсными полиэнергетическими пучками вакуумно-дуговых источников.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые:

1. Предложена физическая модель формирования концентрационных профилей внедряемых ионов в металлических материалах при высокодозовой ионной имплантации, в которой учитывается вклад статистических и диффузионных процессов на различных временных этапах облучения.

2. Развита модель для описания формирования концентрационных профилей при имплантации металлических материалов полиэнергетическими ионными пучками.

3. Продемонстрировано, что формирование широких глубинных максимумов концентрационных профилей в металлических материалах при облучении пучками вакуумно-дуговых источников («Радуга-5», «Диана-2») обусловлено, преимущественно, статистическими процессами на первоначальных этапах имплантации полиэнергетическими ионами. Диффузионные процессы на заключительном этапе приводят к их дополнительному уширению.

4. Выявлено, что наблюдаемые максимумы концентрационных кривых ионов никеля у поверхности структурированных образцов титана при облучении пучком источника «Диана-2» обусловлены диффузионными процессами.

5. Установлено, что пространственные центральные моменты функции распределения внедряемых ионов по глубине мелкозернистых (со средним размером зерен <15 мкм) мишеней могут отличаться от известных табличных значений более чем на 25%.

6. В рамках предложенной модели показано, что в мелкозернистых образцах (со средним размером зерен 0,1 и 1,4 мкм) основным механизмом массопереноса на заключительном этапе имплантации является радиационно-стимулированная (в том числе и зернограничная) диффузия внедряемой примеси, а в крупнозернистых (со средним размером зерен 15 и 38 мкм) - диффузия в объеме зерна.

7. Установлено, что в ионно-плазменном режиме облучения с осаждением газо-металлической пленки на поверхности мишени при относительно высоких температурах концентрационные профили внедряемых ионов алюминия формируются путем статистических и термодиффузионных процессов одновременно как в пленке, так и подложке. Имплантация атомов отдачи ответственна за неоднородное распределение примеси вблизи границы раздела пленки с подложкой.

Научная и практическая значимость.

В диссертационной работе предложена обобщенная теоретическая модель для описания закономерностей формирования концентрационных профилей в металлических материалах в зависимости от набираемой дозы легируемых частиц при облучении частотно-импульсным полиэнергетическим ионным пучком, а также структурного состояния мишени. Выполненные на ее основе исследования способствуют углублению представлений о механизмах массопереноса в твердых телах (в т.ч. полупроводниковых материалах) при воздействии на них высокоинтенсивными потоками тяжелых частиц, а также стимулируют дополнительное развитие методов исследования состояния вещества в процессе имплантации.

На защиту выносятся следующие положения:

1. При интерпретации наблюдаемых закономерностей массопереноса в металлических системах при высокодозовой ионной имплантации рекомендуется учитывать, по крайней мере, две стадии во времени формирования концентрационных профилей внедряемой примеси по глубине мишени: статистическую на первоначальном этапе и диффузионную - на завершающем.

2. Наблюдаемые широкие глубинные максимумы концентрационных профилей ионов А1, Тл, №, в металлических системах при высокодозовой имплантации полиэнергетическими пучками вакуумно-дуговых источников обусловлены, главным образом, статистическими процессами на первоначальном этапе внедрения и последующей радиационно-стимулированной диффузией.

3. При имплантации ионами алюминия источника "Радуга-5" через растущую газо-металлическую пленку, обусловленную осаждением на поверхность мишени алюминиевой плазмы в промежутках между импульсами пучка, концентрационные профили внедряемых ионов как в пленке, так и в подожке формируются одновременно путем статистических, термодиффузионных процессов и распределения атомов отдачи. Последние ответственны за неоднородный характер поведения концентрационных профилей примеси вблизи границы раздела пленки с подложкой.

4. В мелкозернистых образцах титана на этапе интенсивного диффузионного перераспределения примеси в формирование профилей внедряемых ионов по глубине существенный вклад вносит радиационно-стимулированная диффузия, в том числе и зернограничная, а в крупнозернистых - диффузия в объеме зерна.

Достоверность подтверждается физической обоснованностью развитой модели массопереноса при высокодозовой ионной имплантации, ее внутренним единством и соответствием существующим представлениям о радиационно-стимулированных процессах в приповерхностных слоях твердых тел, непротиворечивостью полученных результатов и удовлетворительным согласием их с экспериментальными данными.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на: IV Всероссийской научной молодежной конференции «Под знаком Сигма» (Омск, 29-31 мая 2007 г.); IV Международном технологическом конгрессе «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения» (Омск, 4-9 июня 2007 г.); Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс»: MHCK-XLV (Новосибирск, 10-12 апреля 2007 г.), MHCK-XLVI (Новосибирск, 27-30 апреля 2008 г.), MHCK-XLVIII (Новосибирск, 1014 апреля 2010 г.); Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых ВНКСФ-14 (Уфа, 15-21 апреля 2008), ВНКСФ-15 (Томск-Кемерово, 19-25 апреля 2009 г.); VI Международной научной конференции «Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах» (Томск, 8-15 августа 2008 г.); V Международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 20-23 мая 2008 г.); Ежегодной Региональной научно-практической студенческой конференция «Молодежь третьего тысячелетия» (Омск, 15-20 мая 2007 г.; 16-20 мая 2010 гг.); XXXIX, XL, XLI Международных конференциях по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва, 26-28 мая 2009 г.; 25-25 мая 2010 г.; 31 мая-2 июня 2011 г.); 9th - 10th International Conference Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows (Tomsk, Russia, 21-26 September 2008; 19-24 September 2010); I Международной научно-практическую конференции молодых ученых (Таганрог, 30 января 2011 г.).

Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 23 работы, 8 из которых в изданиях перечня ВАК, и 15 в сборниках трудов российских и международных конференций.

Построение и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 107 страницах текста, и включает 27 рисунков, 25 таблиц, 161 библиографических наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Мельникова, Татьяна Сергеевна

Основные результаты и выводы диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Предложена физико-математическая модель для описания формирования концентрационных профилей внедряемых ионов в металлических материалах при высоких дозах имплантации частотно-импульсными пучками вакуумно-дуговых источников, в которой учитывается вклад статистических и диффузионных процессов на различных временных этапах облучения.

2. Развита модель для описания формирования концентрационных профилей при имплантации металлических материалов полиэнергетическими ионными пучками.

3. Путем моделирования показано, что наблюдаемые широкие глубинные максимумы концентрационных профилей внедренных частиц при высокодозовой имплантации пучками вакуумно-дуговых источников, таких как "Радуга-5", "Диана-2", обусловлены преимущественно статистическим распределением в приповерхностном слое мишени ионов с разными начальными энергиями в пучке.

4. Различные диффузионные процессы, интенсивно проявляющиеся на заключительном этапе имплантации, приводят к дополнительному уширению глубинных максимумов у концентрационных профилей и в зависимости от комбинации ион-мишень к формированию дополнительного максимума у поверхности.

5. В результате моделирования установлено, что в мелкозернистых образцах титана на этапе интенсивного диффузионного перераспределения примеси в формирование профилей внедряемых ионов по глубине существенный вклад вносит радиационно-стимулированная диффузия, в том числе и зернограничная, а в крупнозернистых -диффузия в объеме зерна.

6. При имплантации через растущую газо-металлическую пленку, обусловленную осаждением на поверхность мишени алюминиевой плазмы в промежутках между импульсами пучка, концентрационные профили внедряемых ионов как в пленке, так и в подожке формируются путем статистических, термодиффузионных процессов и распределения атомов отдачи. Последние ответственны за неоднородный характер поведения концентрационных профилей примеси вблизи границы раздела пленки с подложкой.

Развитая модель формирования концентрационных профилей в металлических материалах имплантированных ионов при высоких дозах носит достаточно общий характер, поскольку предсказывает также закономерности распределения примесных атомов при высокодозной имплантации полупроводниковых материалов.

В заключение выражаю благодарность д.ф.-м.н., профессору Шаркееву Ю.П. за проявленный интерес к работе, стимулирующие дискуссии и предоставленные экспериментальные результаты для анализа. Автор признателен профессору Козловскому В.В. (СПбГТУ), профессору Титову А.И. (СПбГТУ), профессору Александрову О.В. (СПБГЭТУ) и доценту Барченко В.Т (СПБГЭТУ) за полезные советы, замечания, рекомендации и проявленный интерес к работе. Автор благодарен преподавательскому коллективу кафедры прикладной и медицинской физики Омского государственного университета им. Ф.М. Достоевского за обсуждение результатов моей работы на научных семинарах, за полезные дискуссии, за финансовую поддержку и предоставлявшуюся возможность участвовать в иногородних научных конференциях

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В представленной диссертационной работе рассмотрены механизмы формирования концентрационных профилей имплантируемых атомов в результате индуцированного массопереноса в металлических системах при воздействии частотно-импульсными ионными потоками высокой дозы вакуумно-дуговых источников «Радуга-5» и «Диана-2». Характерной чертой указанных ионных источников является то, что они генерируют полиэнергетические пучки частиц.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Мельникова, Татьяна Сергеевна, 2011 год

1. Хирвонен Дж.К. Ионная имплантация. Москва: Металлургия, 1985. - 392 с.

2. Аброян И.А., Андронов А.Н., Титов А.И. Физические основы электронной и ионной технологии. Москва: Высшая школа, 1984. - 320 с.

3. Вильяме Дж.С., Поут Дж.М. Ионная имплантация и лучевая технология. Киев: Наукова думка, 1988. - 360 с.

4. Грибков В. А., Григорьев Ф.И., Калин Б.А., Якушин B.JI. Перспективные радиационной-пучковые технологии обработки материалов. Москва: Круглый год, 2001.-528 с.

5. Быковский Ю.А., Неволин В.Н. Ионная и лазерная имплантация металлических материалов. Москва : Энергоатомиздат, 1991. - 240 с.

6. Диденко А.Н., Шаркеев Ю.П., Козлов Э.В., Рябчиков А.И. Эффекты дальнодействия в ионно имплантированных металлических материалах. - Томск: НТЛ, 2004. - 328 с.

7. Кадыржанов К.К., Комаров Ф.Ф., Погребняк А.Д., Русаков B.C., Туркебаев Т.Э. Ионно-лучевая и ионно-плазменная модификация материалов: Монография. -Москва : МГУ, 2005. 640 с.

8. Риссел X., Руге И. Ионная имплантация: Пер. с нем. В.В. Климова, В.Н. Пальянова / ред. Гусева М.И. Москва: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. - 360 с.

9. Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы. Москва: Металлургия, 1990. -216с.

10. Блейхер Г.А., Кривобоков В.П., Пащенко О.В. Тепломассоперенос в твердом теле под действием мощных пучков заряженных частиц. Новосибирск: Наука, 1999.- 176 с.

11. Абдрашитов В.Г., Рыжов В.В. Моделирование распределения примеси при ионой имплантации // Изв. ВУЗов. Физика, 1994, № 5. - С. 8-22.

12. Николаев А.Г., Оке Е.М., Юшков Г.Ю. Зарядовое распределение ионов в плазме вакуумного дугового разряда в сильном магнитном поле // ЖТФ, 1998. Т. 68. - № 5.-С. 39-43.

13. Аксёнов А.И., Бугаев С.П., Емельянов В.А. и др. Получение широкоапертурных пучков ионов металлов // ПТЭ, 1987. -№ 3. С.1 39-142.

14. Treglio J.R., Perry A.J., Stinner R.J. The economics of metal ion implantation // Surf, and. Coat. Techn., 1994.-T. 65.-C. 184-188.

15. Рябчиков А.И., Дектярев C.B., Степанов И.Б. Источники "Радуга" и методы импульснопериодической ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов // Известия вузов. Физика, 1998. № 4. - С. 193-207.

16. Аксенов А.И., Носков Д.А. Процессы лазерной и электронно-ионной технологии. Томск: Учебное пособие. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2007. - 110 с.

17. Шаркеев Ю.П., Рябчиков А.И., Козлов Э.В., Кузина И. А. и др. Высокоинтенсивная ионная имплантация метод формирования мелкодисперсионных интерметаллидов в поверхностных слоях металлов // Известия ВУЗов , Физика, 2004. - № 9. - С. 45-47.

18. Бугаев С.П. Оке Е.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. "Титан" источник газовых и металлических ионов на основе контрагированного разряда и вакуумной дуги// Известия вузов. Физика, 1994. — № 3. - С. 53-65.

19. Козлов Э.В., Курзина И.А., Божко И.А., Калашников М.П. и др. Высокоинтенсивная имплантация ионов алюминия в титан // Металлофиз. Новейшие технологии, 2004. Т. 26. - № 12. - С. 1645-1659.

20. Sharkeev Yu.P., Gritsenko В.Р., Fortuna S.V., Perry A.J. Modification of metallic materials and hard coatings using ion implantation // Vacuum, 1999. V. 52. - P. 247254.

21. Кривобоков В.П., Сочугов H.C., Соловьев A.A. Плазменные покрытия (свойства и применение): учебное пособие. Томск: Томский политехнический университет, 2011.- 137 с.

22. Божко И. А., Курзина И.А., Степанов И.Б., Шаркеев Ю.П. Модификация поверхностных слоев титана при высокоинтенсивной ионной имплантации алюминия // Физика и химия обработки материалов, 2005. № 4. - С. 58-62.

23. Погребняк А.Д., Толопа A.M. Применение ионно-плазменных потоков металлов для обработки конструкционных материалов// Аналитический обзор. 20-05.11.90. Харьков, 1990,- 34 с.

24. Потекаева А.И. Структура и свойства перспективных металлических материалов (коллективная монография). Томск: HTJI, 2007. - 580 с.

25. Горбунов C.B., Зацепин А.Ф., Пустоваров В.А., Чолах С.О., Яковлев В.Ю. Электронные возбуждения и дефекты в наноструктурном А1203 // ФТТ, 2005. Т. 47.-№4.-С. 708-712.

26. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. Москва: Логос, 2000. - 271 с.

27. Смирнов Б.И., Шпейзман В.В., Николаев В.И. Высокая прочность и пластичность нанокристаллических материалов // ФТТ, 2006. - Т. 47. - № 5. - С. 816-821.

28. Малыгин Г.А. Пластичность и прочность микрокристаллических и нанокристаллических материалов //ФТТ, 2007.- Т. 49. №6.- С. 961-982.

29. Шаркеев Ю. П., Данилов В. И., Ерошенко А. Ю. и др. Особенности структуры и деформационного поведения объемно-наноструктурного титана, полученного при интенсивной пластической деформации // Деформация и разрушение материалов, 2007.- №7,- С. 27-31.

30. Козлов Э.В., Иванов Ю.Ф., Игнатенко J1.H., Конева H.A. Функционально-механические свойства материалов и их компьютерное моделирование // Материалы 29-го Межре-спубликанского семинара «Актуальные проблемы прочности» (Псков, 15-18 июня 1993).-С. 90-99.

31. Вахний Т. В., Вершинин Г.А., Шаркеев Ю.П., Курзина И.А. и др. Роль размера зерен поликристаллического титана в формировании концентрационных профилей // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2010. № 4. - С. 94-99.

32. Шаркеев Ю. П., Курзина И.А., Ерошенко А.Ю., Божко И.А., Толмачев А.И. и др. Эволюция структуры и механических свойств ультрамелкозернистого титана / ред. Громов В.Е. Новокузнецк: Изд-во НПК, 2009. - 613 с.

33. Vasilyev A.D., Bekrenev A.N. Influence of free surface and interfaces on diffusion coefficients in Pd-Ag and Pd-Au polycrystalline thin films systems // Applied Surface Science, 2000.-V. 161.-P. 14-19.

34. Губарев A.A., Теплов C.B. Моделирование перемешивания слоистых систем при бомбардировке ионами средних энергий // Поверхность. Физика, химия, механика, 1995.-№ 5. -С. 31-39.

35. Киприч В.И., Корнич Г.В., Бажин А.И. Концентрационные профили при осаждении пленок из низкоэнергетического ионного пучка // Известия ВУЗов. Физика, 2007. С. 27-34.

36. Степанова М.Г. Исследование изменения состава и плотности вблизи поверхности двухкомпонентных систем при ионной бомбардеровке // Известия Российской Академии Наук. Серия физическая, 1992. Т. 56. - № 6. - С. 53-60.

37. Poker D.B.,Withrow S.P. Ion beam modification of materials '90. Book Review// Magnetic and Electrical Separation, 1992. V. 3. - P. 210-212.

38. Picraux S.T. Ion implantation in metals // Ann. Rev. Mater. Sci., 1984. № 14. - P. 335-372.

39. Rickards J. A discussion of the behavior of titanium under high energy ion implantation // Superficies у Vacio: Sociedad Mexicana de Ciencia de Superficies у de Vacio, 15-19 Diciembre 2001.-V. 13.-P. 589-601.

40. Brown M., Hafer M., Priest M. Ion Beam Processing (IBP) Technologies. Sector Study. FINAL REPORT : Prepared for the North American Technology and Industrial Base Organization (NATIBO). Prepared by BDM Federal, Inc., June 1996. P. 133.

41. Азаренков H.A., Береснев B.M., Погребняк А.Д. Структура и свойства защитных покрытий и модифицированных слоев материалов: Монография. — Харьков: ХНУ им. В.Н. Каразина, 2007. 560 с.

42. Комаров А.Ф. Моделирование процесса двухпучковой высокодозной имплантации в твердотельные мишени // Журнал технической физики, 2007. Т. 71. -№ 11.-С. 119-123.

43. Абдрашитов В.Г., Рыжов В.В. Оптимальные режимы активации поверхности методом ионной имплантации // Поверхность. Физика, химия, механика. Краткие сообщения, 1989.-№7.-С. 148-149.

44. Pogrebnjak A.D., Bakharev O.G., Pogrebnjak N.A., Tsvintarnaya Yu.V., Shablja V.T. et. al. Certain features of high-dose and intensive implantation of A1 ions in iron // Physics Letters, A , 2000. V. 256. - P. 225-232.

45. Абдрашитов В.Г., Рыжов В.В. Аппроксимация унимодальных распределений функциями системы Пирсона // Математическое моделирование. Вычислительные методы и алгоритмы, 1996. Т. 8. - № 7. - С. 74-80.

46. Комаров Ф. Ф., Новиков А.П., Буренков А.Ф. Ионная имплантация / ред. Комаров Ф.Ф. Минск: Университетское, 1994. - 303 с.

47. Вальднер В.О., Квядрас В.П. и др. Влияние никоэнергетической имплантации на механические свойства сплавов титана и железа. // Физика и химия обработки материалов, 1987.-№ 2.-С. 18-24.

48. Смирнов Л.И. Перенос атомов внедрения в металлах упругой волной // Физика металлов и металловедение, 2000. Т. 89. - № 4. - С. 10-14.

49. Гусева М.И. Ионная имплантация в металлах // Поверхность. Физика, химия, механика, 1982. -№ 4. С. 27-50.

50. Корнюшин Ю.В. К теории диффузионных процессов в кристаллах с дислокациями // Металлофизика, 1983. № 2. - С. 104-105.

51. Rosset S., Niklaus М., Dubbos P., Herbert R. Metal ion Implantation for the Fabrikation of Stretchable Electrodes on Elastomers // Adv. Funct. Mater., 2009. № 19. P. 470-478.

52. Буренков А.Ф., Комаров Ф.Ф., Кумахов M.A., Тёмкин М.М. Пространственные распределения энергии, выделенной в каскаде атомных столкновений в твердых телах. Москва: Энергоатомиздат, 1985. - 248 с.

53. Lindhard J., Nielsen V., Scharff M., Thomsen P. Integral equations governing radiation effects// Kgl. Danske Videnskab Selskab Mat-fys Medd., 1963. V. 33. - № 14.-P. 42-43.

54. Титов В.В. К вопросу о конструировании заданных профилей распределения примеси методом ионной имплантации // ЖТФ, 1978. Т. 48. - № 11. - С. 24072411.

55. Gibbons J.F., Mylroie S. Estimation of impurity profiles in ion implanted amorphous targets using joined-Gaussian distribution// Appl. Phys. Lett., 1973. V. 22. - P. 251258.

56. Кендалл M. Дж., Стюарт А. Теория распределений. Москва: Мир, 1966. -587 с.

57. Лариков JI.H., Исайчев В.И. Диффузия в металлах и сплавах. Справочник. -Киев: Наукова думка, 1987. 509 с.

58. Christel L.A., Gibbons J.F., Mylroie S. Recoil range distributions in multilayered targets // Nuclear Instruments and Methods. 15 April - 1 May 1981. - Part 1: Vol. 182-183.-P. 187-198.

59. Webb R.P., Harrison D.E. A computer simulation of high energy density cascades // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 1984. Issues 1-3. - V. 2. - P. 660-665.

60. Бериш P. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой, II: пер. с англ. -Москва: Мир, 1986. 484 с.

61. Диденко А.Н., Лигачев А.Е., Куракин Е.Б. Воздействие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов. Москва: Энергоатомиздат, 1987. - 184 с.

62. Павлов П.В., Скупов В.Д., Тетельбаум Д.И О роли механических напряжений и упругих волн в структурных превращениях в кристаллах при ионной бомбардировке и последующем отжиге // Физика и химия обработки материалов, 1987. № 6. -С. 19-24.

63. Титов В.В. Роль механических напряжений при легировании материалов с помощью ионных пучков// Препринт ИАЭ -3774/11.- Москва: Институт атомной энергии им. И.В. Курчатова, 1983. 47 с.

64. Лейман К. Взаимодействие излучения с твердым телом и образование элементарных дефектов. Москва: Атомиздат, 1979. - 296 с.

65. Шалаев A.M. Радиационно-стимулированная диффузия в металлах. Москва : Атомиздат, 1972. - 148 с.

66. Домкус М., Пранявичус JI. Механические напряжения в имплантированных твердых телах. Вильнюс: Мокслас, 1990. - 158 с.

67. Мартыненко Ю.В., Москвин П.Г. Механизмы изменения глубоких слоев твердого тела при ионной бомбардировке // Поверхность. Физика, химия, механика, 1991. -№ 4. -С. 44-50.

68. Wang L.M., Wang S.X., Ewing R.C. et. al. Irradiation indused nanostructures // Materials Science and Engineering, 2000. V. A286. - P. 72-80.

69. Смирнов Л.И., Гольцов B.A. Динамика систем металл-водород в континуальном приближении и некоторые водородоупругие эффекты // Физика металлов и металловедение, 1997. Т. 84. - № 6. - С. 47-56.

70. Мартыненко Ю.М., Москвин П.Г. Ускорение диффузии ионно имплантированной примеси при больших дозах // Журнал технической физики, 1991.-Т. 61.-№ 1.-С. 179-180.

71. Попов Л.Е., Конева Н.А., Терешко И.А. Деформационное упрочнение сплавов. Москва: Металлургия, 1979. - 255 с.

72. Singer I.L., Jeffers R.A., Hubler G.K.,Holland O.W., Clayton C.R., White C.W. Ion implantation and ion beam Processing of Materials. New York: North-Holland, 1984. -667 p.

73. Морозов Н.П., Тетельбаум Д.И. Глубокое проникновение радиационных дефектов из имплантированного слоя в объем полупроводников // Физика и техника полупроводников, 1983. Т. 17. - № 5. - С. 838-842.

74. Болтакс Б.И. Диффузия в полупроводниках. Москва : Государственное издательство физико-математической литературы, 1968.,-465 с.

75. Курганов А.Г., Фалько Г.Л., Федорченко A.M. Аналитический расчёт распределения радиационных дефектов и примеси при предельных дозах ионного легирования // ФММ, 1986. -№ 1. С. 16-20.

76. Бокштейн С.З. Диффузия и структура металлов. Москва: Металлургия, 1973. -206 с.

77. Лариков Л.Н., Исайчев В.И. Диффузия в металлах и сплавах. Киев: Наукова думка, 1986.-520 с.

78. Левинсон И.Б., Маслов Д.Л. Квазигидродинамическое поведение каскадов атомных столкновений // Поверхность. Физика, химия, механика, 1987. № 4. -С. 5-7.

79. Ханнанов Ш.Х. Коллективный механизм массопереноса в поверхностных слоях облучаемых материалов // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2001. № 12. - С. 73-76.

80. Бойко В.И., Валяев А.Н., Погребняк А.Д. Модификация металлических материалов импульсными мощными пучками частиц // Успехи физических наук, 1999.-Т. 169.-№ 11.-С. 1243-1271.

81. Маннинг Дж. Кинетика диффузии атомов в кристаллах. Москва: Мир, 1971. -277 с.

82. Каур И., Густ В. диффузия по границам зерен и фаз. Москва: Машиностроение, 1991. -448 с.

83. Колобов Ю.Р. Диффузионно-контролируемые процессы на границах зерен и пластичность металлических поликристаллов. Новосибирск: Наука, 1998. - 184 с.

84. Погребняк А.Д., Ремнев Г.Е., Чистяков С.А., Лигачёв А.Е. Модификация свойств металлов под действием ионных пучков // Изв. ВУЗов. Физика, 1987. № 1. - С. 5265.

85. Костерин К.В. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой: адатомные механизмы и возможная роль фононов // Физика и химия обработки материалов, 1995.-№3.-С. 43-48.

86. Васильева Е.В. Влияние имплантации ионов азота и углерода на стойкость подшипниковой стали // Физика и химия обработки материалов, 1989.- № 1. -С. 43-48.

87. Белый A.B., Догодейко В.Г., Макушок Е.М., Миневич А.Л. Прогрессивные методы изготовления металлорежущего инструмента. Минск: БЕЛНИИТИ, 1989. -56 с.

88. Бойко В.И., Кадлубович Б.Е., Шаманин И.В. Влияние дефектности структуры металлов на профиль расперделения внедренных ионов // Физика и химия обработки материалов, 1991. -№ 3. С. 56-61.

89. Metropolis N., Ulam S. The Monte Carlo Method // J. Amer, statistical assoc., 1949. у. 44. № 247. - P. 355-341.

90. Романов С.Н., Мелькер А.И. Атермическое образование вакансионных кластеров в каскадах атомных смещений // ЖТФ, 1981. № 6. - С. 1252-1257.

91. Ziegler. J.F. The Stopping of Energetic Light Ions in Elemental Matter// J. Appl. Phys / Rev. Appl. Phys., 1999. V. 85. - P. 1249-1272.

92. Билер И. Роль машинных экспериментов в исследовании материалов / ред. Д.Б. Позднеев. Москва: Мир, 1974. - 250 с.

93. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. Москва: Наука, 1973. - 312 с.

94. Абдрашитов В.Г., Рыжов В.В. Возможность получения имплантированных слоев большей толщины//Письма в ЖТФ, 1987.-Т. 13. -№21. -С. 1303-1306.

95. Абдрашитов В.Г., Рыжов В.В. Аппроксимация распределений ионной имплантации функциями системы Пирсона // Известия российской академии наук. Серия физическая, 1992. Т. 56. - № 6. - С. 6-11.

96. Абдрашитов В.Г., Рыжов В.В. Модель расчета высокодозовой ионной имплантации в металлы// Физика и химия обработки материалов, 1990. — № 6. -С. 14-18.

97. Iwaki M. In book: Proc. Int. Ion Engineering Congress ISIAT'83 & IPAT'83 (Kyoto), 1983.-P. 1793-1804.

98. Поллард. Дж. Справочник по вычислительным методам статистики: Пер. с англ. Москва: Финансы и статистика, 1982. - 344 с.

99. Буренков А.Ф., Комаров Ф.Ф., Кумахов М.А., Темкин М.М. Таблицы параметров пространственного распределения ионно-имплантированных примесей. Минск: БГУ, 1980. - 352 с.

100. Либов Р. Введение в теорию кинетических уравнений. Москва: Мир, 1974. -372 с.

101. Козлов Э.В., Шаркеев Ю.П., Фортуна C.B., Курзина И.А. и др. Фазовый анализ поверхностных слоев никеля, имплантированного алюминием // Поверхность. Рентг., синхротр. и нейтр. Исследования, 2003. № 3. - С. 29-33.

102. Бабич А.П. Термодинамика необратимых процессов. Учебное пособие. -Днепропетровск: Днепропетровский государственный университет, 1981.-65 с.

103. Мартыненко Ю.В. Эффекты дальнодействия при ионной имплантации // Итоги науки и техники. Пучки заряженных частиц и твердое тело. Москва: ВИНИТИ, 1993.-Т. 7.-С. 82-112.

104. Макарец Н.В., Фалько Г.Л., Федорченко A.M. Распыление поверхности мишени и радиационно-стимулированная диффузия примеси// ФММ, 1984.- № 5. С. 2934.

105. Любов Б.Я. Диффузионные процессы в неоднородных твердых средах. -Москва: Наука, 1981.-296 с.

106. Лыков А.В. Тепломассообмен. Справочник. 2-е издание, перераб и допол. -Москва: Энергия, 1978.-480 с.

107. Болтакс Б.И. Диффузия и точечные дефекты в полупроводниках. Ленинград: Наука, 1972.-384 с.

108. Полянин. А. Д. Справочник по линейным уравнениям математической физики. Москва: Физматлит, 2001. - 576 с.

109. Аксенов А.И., Пучкарева Л.Н., Толопа A.M. Ионно-плазменный синтез карбонитридных соединений // Тезисы докладов VII Всесоюзной конференции по плазменным ускорителям и ионным инжекторам. Харьков, ХФТИ, 1989. С. 255256.

110. Ryssel Н., Lorenz J., Hoffmann К. Models for implantation into multilayer targets // Appl. Phys., 1986. № 41/3. - P. 201-207.

111. Ryabchikov A.I., Arzubov N.M., Vasilyev N.A., Dektyarev S.V. The Raduga multipurpose ion/plasma source for surface modification of construction materials // Nuclear Instruments and Methods in Physics Reseaarch, 1991. V. B59-60. - P. 124-127.

112. Степанов. И.Б. Аксиально-симметричные фильтры жалюзийного типа для очистки плазмы вакуумно-дугового разряда от микрокапельной фракции // Технология машиностроения, 2007. — № 5. С. 45-51.

113. Kozlov E.V., Ryabchikov A.I., Sharkeev Yu.P., Stepanov I.B. et. al. Formation of intermetallic layers at high intensity ion implantation // Surface and Coating Technology, 2002. -V. 158-159. P. 343-348.

114. Sigmund P. Theory of Sputtering. I. Sputtering Yield of Amorphous and Polycrystalline Targets // Physical Review, 1969. V. 184. - № 2. - P. 383-416.

115. Грекова Т.С., Мельников Н.С. Интерпретация закономерностей массопереноса в металлах при воздействии ионными пучками частотно-импульсных источников. ОмГУ, 2010.-С. 84-87.

116. Гринберг Б. А., Иванов М.А. Интерметаллиды Ni3Al и Ti Al: микроструктура, деформационное поведение. Екатеринбург: УРО РАН, 2002. - 358 с.

117. Вахний Т.В. Моделирование массопереноса в металлических материалах при облучении ионными пучками. Дисс. Канд физ.-мат. Наук. Омск: Омский государственный университет, 2006. - 143 с.

118. Вершинин Г.А., Вахний Т.В. Влияние миграции границ зерен на формирование концентрационных профилей имплантированной примеси // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2003. № 5. - С. 18-21.

119. Пучкарева J1.H., Ерохин Г.Г., Ладыженский О.Б. Модификация поверхности металлов многокомпонентными пучками ионов // ФХОМ, 1995. № 6. - С. 12-17.

120. Рябчиков А.И., Насыров P.A. Получение высокой концентрации примесей при импульсно-периодической имплантации ионов // Поверхность, 1992. № 3. - С. 98103.

121. Калин Б.А., Волков Н.В., Егоров В.К. Распределение атомов AI, Ti, V, внедренных в поликристаллическую медь методом ионного перемешивания при облучении полиэнергетическим пучком ионов Ar // ФХОМ, 2000. № 1. - С. 13-16.

122. Пучкарева Л.Н., Чесноков С.М., Шулепов И.А. Имплантация ионов вольфрама в частотно-импульсном режиме // ФХОМ, 1998. -№3. С. 21-25.

123. Ерошенко А.Ю., Шаркеев Ю.П. и др. Структура и свойства наноструктурированных материалов после воздействия ионными пучками // Перспективные материалы, 2009. -№ 5. С. 59-63.

124. Курзина И.А., Козлов Э.В., Шаркеев Ю.П. и др. Нанокристаллические интерметаллидные и нитридные структуры, формирующиеся при ионно-плазменном воздействии. Томск: НТЛ, 2008. - 324 с.

125. Конева H.A., Жданов А.Н., Козлов Э.В. Физические причины высокой прочности ультрамелкозернистых материалов // Изв. РАН. Серия физическая, 2006 -Т. 70,-№4.-С. 577-508.

126. Погребняк А.Д., Братушка С.Н., Маликов Л.В. и др. Влияние высоких доз ионов N"1", N^+Ni"1", Mo^+W4" на физико-механические свойства TiNi // ЖТФ, 2009. -Т. 79. -№ 5.-С. 65-72.

127. Suzuoka Т. Lattice and grain boundary diffusion in polycrystals // Trans. Jap. Inst. Metals, 1961.-V. 2.-№ l.-P. 25-32.

128. Yoshimura I., Nakahigashi J. Ultra-fine grain refinement, superplasticity and its application of titanium alloys obtained through protium treatment // Mat. Sci. Forum,2003. V. 426-432. - P. 673-680.

129. Грабовецкая Г.П., Колобов Ю.Р., Мельникова E.H. Закономерности и механизмы высокотемпературной ползучести субмикрокристаллического титанового сплава Ti-6A1-4V // Материаловедение, 2007. № 4. - С. 41-46.

130. Kolobov Yu.R., Grabovetskaya G.P., Ratochka I.P., Kabanova E.R. et. al. Effect of grain-boundary diffusion fluxes of copper on the acceleration of creep in submicro-crystalline nickel // Annales de Chimie, 1996. № 11. - P. 483-492.

131. Gleiter H. Deformation of Polycrystals: Mechanisms and microstructures // Proc. of 2nd RISO Symposium on Metallurgy and Materials Science. Roskilde, 1981. V. 7. -P. 15-21.

132. Грабовецкая Г.П., Мишин И.П., Раточка И.В., Псахье С.Г., Колобов Ю.Р. Зернограничная диффузия никеля в субмикрокристаллическом молибдене, полученном интенсивной пластической деформацией // Письма в ЖТФ, 2008. Т. 33.-№4.-С. 7-14.

133. Дударев Е.Ф., Бакач Г.П., Грабовецкая Г.П. Структура, неупругие свойства и деформационное поведение ультрамелкозернистого титана // Изв. вузов. Физика,2004,-№9.-С. 33-41.

134. Поздняков В. А., Глезер A.M. Структурные механизмы пластической деформации нанокристаллических материалов // ФТТ, 2002. Т. 44. - № 4. -С. 705-710.

135. Gleiter Н. Nanostructured Materials: basic concepts and microstructure// Acta Materialia, 2000. -V. 48. -№ l.-P. 1-29251.