Дослідження процесів захоплювання та виділення імплантованих іонів дейтерію та гелію для плівок вольфраму і танталу
DOI:
https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-1-01Ключові слова:
дейтерій, гелій, іонна імплантація, термодесорбція, дефекти, W і Ta плівкиАнотація
Проведено аналіз основних наявних в літературі результатів досліджень накопичення та міграції іонно-імплантованих ізотопів водню та гелію у вольфрамових і танталових покриттях, утворення радіаційних пошкоджень кристалічної решітки та їх взаємодії з імплантованими газами. Показано вплив гелію та дейтерію на різні властивості і морфологію поверхні покриттів. Опромінення зразків проводили як пучками прискорених іонів ізотопів водню або He+, так і у плазмі, яка містить перелічені іони, при різних дозах та енергіях падаючих іонів, різних температурах мішені при імплантації. Особливу увагу приділено результатам досліджень, отриманим при одночасному опроміненні W, як у масивному вигляді, так і в тонкоплівковому. Використовувалися методи електронної мікроскопії, ре-емісійної мас-спектрометрії, термодесорбційної спектрометрії, рентгенівської фотоелектронної спектроскопії, рентгенівської дифракції, аналізу ядерної реакції та резерфордівського розсіювання іонів.
Посилання
L. Pranevicius, L. Pranevicius, and D. Milcius, Tungsten Coatings for Fusion Applications,(Monography, Vytauto Didžiojo universitetas, Kaunas, 2009), pр. 262.
Z. Tian, J.W. Davis, and A.A. Haasz, J. Nucl. Mater. 399, 101 (2010). http://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2010.01.007
E.V. Kornelsen, Canad. J. Phys. 48, 2812 (1970). https://cdnsciencepub.com/doi/abs/10.1139/p70-350
N. Yoshida, J. Nucl. Mater. 266-269, 197 (1999). https://doi.org/10.1016/s0022-3115(98)00817-4
J. Yu, W. Han, Z. Chen, and K. Zhu, Nucl. Mater. Energy. 12, 588 (2017). https://doi.org/10.1016/j.nme.2016.10.001
R. Behrisch, J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 4(4), 549 (2010), https://doi.org/10.1134/S1027451010040014
C. Ruset, E. Grigore, H. Maier, R. Neu, H. Greuner, M. Mayer, and G. Matthews, Fusion Eng. Des. 86, 1677 (2011). https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2011.04.031
F. Jiang, Y. Zhang, and X. Li, Fusion Eng. Des. 93, 30 (2015). http://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2015.02.020
F. Brossa, G. Piatti, and M. Bardy, J. Nucl. Mater. 103, 261 (1981). https://doi.org/10.1016/0022-3115(82)90608-0
J. Yu, W. Han, Z. Lian, and K. Zhu, Fusion Sci. Technol. 73, 5 (2018). http://doi.org/10.1080/15361055.2017.1372680
R. A. Neiser, G. R. Smolik, K. J. Hollis, and R. D. Watson, J. Thermal Spray Technol. 2(4), 393 (1993). http://doi.org//10.1007/bf02645870
S. Boir-Lavigne, C. Moreau, and R. G. Saint-Jacques, J. Thermal Spray Technol. 4(3), 261 (1995). http://doi.org//10.1007/bf02646969
S. Deschka, C. Garcia-Rosales, W. Hohenauer, R. Duwe, E. Gauthier, J. Linke, M. Lochter, W. Mallener, L. Plöchl, P. Rödhammer, and A. Salito, J. Nucl. Mater. 233-237, 645 (1996). https://doi.org/10.1016/S0022-3115(96)00090-6
C. Garcia-Rosaleles, P. Franzen, H. Plank, J. Roth, and E. Gauthier, J. Nucl. Mater. 233-237, 803 (1996). https://doi.org//10.1016/s0022-3115(96)00185-7
I. Smid, M. Akiba, G. Vieider, and L. Plöchl, J. Nucl. Mater. 258-263, 160 (1998). https://doi.org//10.1016/s0022-3115(98)00358-4
C. Ruset, E. Grigore, I. Munteanu, H. Maier, H. Greuner, C. Hopf, V. Phylipps, and G. Matthews, Fusion Eng. Des. 84, 1662 (2009). https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2008.11.053
C. Ruset, E. Grigore, D. Falie, M. Gherendi, H. Maier, M. Rasinski, G. F. Matthews, and V. Zoita, Fusion Eng. Des. 88, 1690 (2013). https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2013.02.017
H. Greuner, B. Boeswirth, J. Boscary, and P. McNeely, J. Nucl. Mater. 367, 1444 (2007). https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2007.04.004
C. Ruset, E. Grigore, H. Maier, R. Neu, X. Li, H. Dong, R. Mitteau, and X. Courtois, Phys. Scr. T128, 171 (2007). https://doi.org/10.1088/0031-8949/2007/t128/033
E. Grigore, C. Ruset, K. Short, D. Hoeft, H. Dong, X. Y. Li, and T. Bell, Surf. Coat. Technol. 200, 744 (2005). https://sci-hub.st/10.1016/j.surfcoat.2005.02.118
A. Cambe, E. Gauthier, J. M. Layet, and S. Bentivegna, Fusion Eng. Des. 56-57, 331 (2001). https://doi.org/10.1016/s0920-3796(01)00350-7
K. Tokunaga, T. Matsubara, Y. Miyamoto, Y. Takao, N. Yoshida, N. Noda, Y. Kubota, T. Sogabe, T. Kato, and L. Plöchl, J. Nucl. Mater. 283-287, 1121 (2000). https://doi.org/10.1016/s0022-3115(00)00384-6
L. Pranevičius, Mater. Sci. (Medžiagotyra). 15(3), 212 (2009). https://matsc.ktu.lt/index.php/MatSc/article/view/26151
Y. Niu, X. Zheng, H. Ji, L. Qi, C. Ding, J. Chen, and G. Luo, Fusion Eng. Des. 85, 1521 (2010). https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2010.04.032
S. Tamura, K. Tokunaga, and N. Yoshida, J. Nucl. Mater. 313-316, 250 (2003). https://doi.org/10.1016/S0022-3115(02)01336-3
D. Jihong, L. Zhengxiang, L. Gaojian, Z. Hui, and H. Chunliang, Surf. Coat. Technol. 198, 169 (2005). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2004.10.130
V.K. Alimov, and B.M.U. Scherzer, J. Nucl. Mater. 240(1), 75 (1996). https://doi.org/10.1016/S0022-3115(96)00442-4
I. Bizyukov, K. Krieger, N. Azarenkov, S. Levchuk, and Ch. Linsmeier, J. Nucl. Mater. 337-339, 965 (2005). https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2004.09.048
L.H. Taylor, and L. Green, Fusion Eng. Des. 32-33, 105 (1996). https://doi.org/10.1016/S0920-3796(96)00457-7
L. Gladczuk, A. Patel, Ch. S. Paur, and M. Sosnowski, Thin Solid Films. 467(1-2), 150 (2004). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2004.04.041
K. Hieber, and N. M. Mayer, Thin Solid Films. 90(1), 43 (1982). https://doi.org/10.1016/0040-6090(82)90069-4
S. Sato, Thin Solid Films. 94(4), 321 (1982). https://doi.org/10.1016/0040-6090(82)90493-X
D.W. Face, and D.E. Prober, J. Vac. Sci. Technol. A, 5, 3408 (1987). http://doi.org/10.1116/1.574203
G.S. Chen, P.Y. Lee, and S.T. Chen, Thin Solid Films. 353, 264 (1999). https://doi.org/10.1016/S0040-6090(99)00431-9
S.S. Alimov, N.A. Azarenkov, V.V. Bobkov, I.I. Okseniuk, A.A. Skrypnyk, R.I. Starovoytov, and L.P. Tishchenko, J. Kharkiv National University, (1041), 116 (2013). https://periodicals.karazin.ua/eejp/article/view/13520
V.V. Bobkov, L.P. Tishchenko, Yu.I. Kovtunenko, O.B. Tsapenko, A.O. Skrypnik, Yu E. Logachev, and L.A. Gamayunova, PAST, Series: «Plasma Physics», (6), 63 (2018). https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2018_6/article_2018_6_63.pdf
V. V. Bobkov, L. P. Tishchenko, Yu. I. Kovtunenko, A. B. Tsapenko, А. А. Skrypnyk, and L. A. Gamayunova, J. Surf. Invest. X ray, Synchrotron Neutron Tech. 14(5), 899 (2020). http://link.springer.com/article/10.1134/S1027451020050031
R. A. Causey,J. Nucl. Mater. 300(2-3), 91 (2002). https://doi.org/10.1016/S0022-3115(01)00732-2
Y. Oya, M. Shimada, T. Tokunaga, H. Watanabe, N. Yoshida, Y. Hatano, R. Kasada, T. Nagasaka, A. Kimura, and K. Okuno, J. Nucl. Mater. 442, S242 (2013). http://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2013.01.321
Y. Niu, S. Suzuki, X. Zheng, Ch. Ding, J. Chen, W. Wang, Y. Oya, and K. Okuno, J. Nucl. Mater. 417, 551 (2011). http://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2010.12.108
Y. Zhang, W. Wang, H. Ren, W. Han, F. Liu, J. Yu, Sh. Peng, and K. Zhu, Nucl. Instrum. and Methods B. 307, 357 (2013). https://doi.org/10.1016/j.nimb.2013.04.026
R.A. Anderl, D.F. Holland, and G.R. Longhurst, J. Nucl. Mater. 176–177, 683 (1990). https://doi.org/10.1016/0022-3115(90)90127-9
O.V. Ogorodnikova, K. Sugiyama, T. Schwarz-Selinger, T. Dürbeck, and M. Balden, J. Nucl. Mater. 419, 194 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2011.07.023
K. Katayama, K. Uehara, H. Date, S. Fukada, and H. Watanabe, J. Nucl. Mater. 463, 1033 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2014.11.103
L.P. Tishchenko, T.I. Peregon, Yu.I. Kovtunenko, V.V. Bobkov, A.V. Onishchenko, and R.I. Starovoitov, Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, 70(8), 1372 (2006). https://www.elibrary.ru/item.asp?id=14370770.
V.V. Bobkov, A.V. Onishchenko, O.V. Sobol, R.I. Starovoitov, Yu.I. Kovtunenko, Yu.E. Logachev, and L.P. Tishchenko, J. Surf. Invest. X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 4(5), 852 (2010). http://link.springer.com/article/10.1134/S1027451010050289
V.V. Bobkov, L.P. Tishchenko, A.V. Onishchenko, E.N. Zubarev, R.I. Starovoitov, Yu.I. Kovtunenko, Yu.E. Logachev, and L.A. Gamayunova, J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron and Neutron Tech. 5(4), 806 (2011). http://link.springer.com/article/10.1134/S1027451011080052
V.V. Bobkov, R.I. Starovoitov, L.P. Tishchenko, Yu.I. Kovtunenko, and L.A. Gamayunova, J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron and Neutron Tech. 8(5), 853 (2014). https://doi.org/10.1134/S1027451014030264
V.V. Bobkov, L.P. Tishchenko, Yu.I. Kovtunenko, R.I. Starovoytov, Yu.E. Logachev, A.B. Tsapenko, and L.A. Gamayunova, Ukr. J. Phys. 65(1), 61 (2020). https://doi.org/10.15407/ujpe65.1.61
S. Krat, Yu. Gasparyan, Ya. Vasina, A. Davletiyarova, A. Pisarev, Vacuum. 149, 23 (2018). https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2017.12.004
Yu. Gasparyan, S. Krat, A. Davletiyarova, Ya. Vasina, and A. Pisarev, Fusion Eng. Des. 146, 1043 (2019). https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2019.01.154
B.B. Cipiti, and G.L. Kulcinski, J. Nucl. Mater. 347(3), 298 (2005). https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2005.08.009
V.V. Bobkov, L.P. Tishchenko, Yu.I. Kovtunenko, A.O. Skrypnyk, and L.A. Gamayunova, PAST, Series: «Plasma Physics», (6), 93 (2020). https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2020_6/article_2020_6_93.pdf
V.V. Bobkov, R.I. Starovoitov, L.P. Tishchenko, E.N. Zubarev, Yu.I. Kovtunenko, Yu.E. Logachev, in: Proceedings of the 20th International Conference on Ion-Surface Interactions, (ISI-2011, Zvenigorod, 2011), Vol. 2, pp. 61–64. (in Russian)
N.A. Azarenkov, V.V. Bobkov, L.P. Tishchenko, R.I. Starovoitov, Yu.I. Kovtunenko, Yu.E. Logachev, and L.A. Gamayunova, PAST, Series: «Plasma Physics», (6), 73 (2016). https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2016_6/article_2016_6_73.pdf
O.V. Ogorodnikova, N.S. Klimov, Yu.M. Gasparyan, Z.R. Harutyunyan, V.S. Efimov, D. Kovalenko, K. Gutarov, А.G. Poskakalov, M.M. Kharkov, and A.V. Kaziev, in: Proceedings of the 25th International Conference on Ion-Surface Interactions, (ISI-2021 Moscow, Russia, 2021), Vol. 1, pp. 65–67.
S.A. Krat, E.A. Fefelova, A.S Prishvitsyn, Yu.M. Gasparyan, and A.A. Pisarev, in: Proceedings of the 25th International Conference on Ion-Surface Interactions, (ISI-2021 Moscow, Russia, 2021), Vol. 1, pp. 108–110. (in Russian)
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
