Компьютерное моделирование физических явлений. Малютин В.М - 39 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

3. ПОТОК ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В КРИСТАЛЛЕ
3.1. Эффект каналирования
В случае падения пучка заряженных частиц (ионов) на
монокристаллическую мишень под малым углом к низкоиндексной
кристаллографической оси или плоскости процессы взаимодействия
отличаются от взаимодействия с аморфным телом. В этом случае
реализуется эффект каналирования при условии малоуглового
рассеяния частиц в поле упорядоченно расположенных атомов мо-
нокристалла. При этом, если упорядочение атомов реализовано в виде
цепочек ориентированных вдоль кристаллографической оси, то говорят
об осевом каналировании, если же траектории частиц определяются
совокупностями атомов, соответствующих плоскостной
упорядоченности, то это плоскостное каналирование. Коллективное
отталкивающее действие со стороны атомов кристалла приводит к тому,
что частицы длительное время проводят в областях с малой плотностью
электронов. В результате уменьшаются потери энергии и увеличивается
пробег.
Эффект каналирования был предсказан немецким физиком
Й. Штарком, который писал в 1912 году: «… вдоль некоторых
выделенных осей заряженные частицы частицы могут проникать на
значительно большие расстояния…» [1]. Обнаружено каналирование в
1963 г. Робинсоном и Оеном, которые выполнили компьютерное
моделирование проникновения ионов в кристалл. Их расчеты были
вскоре подтверждены экспериментально.
Для установления характера движения заряженной частицы в
осевом канале (далее мы будем рассматривать только осевое
каналирование) приведем простой пример двумерных каналов,
образованных двумя атомными рядами (рис. 3.1). Потенциал,
описывающий взаимодействие между ионом с атомным номером Z
1
и
изолированным атомом с атомным номером Z
2
, в общем случае является
функцией, зависящей от многих параметров: расстояния r,
относительной скорости v,
зарядовых и массовых характеристик иона и
атома. Корректный учет всех этих факторов чрезвычайно затруднен,
поэтому, как правило, используют аппроксимацию, сводящую число
параметров к некоторому минимально возможному. Во многих случаях
39

Страницы