В книге немецкого учёного детально рассмотрен элементарный акт столкновения в твёрдом теле, описаны различные численные методы интегрирования уравнений движения частиц. Дан анализ потенциалов двухчастичного взаимодействия, используемых в современных компьютерных программах, рассмотрены способы учёта неупругих потерь энергии при движении ионов и атомов в твёрдом теле, способы введения в программы тепловых колебаний атомов твёрдого тела, характерных энергий. Описаны конкретные программы, основанные как на методе молекулярной динамики, так и на приближении парных столкновений, включая MARLOWE и TRIM. Приведены многочисленные результаты, полученные при моделировании прохождения частиц, отражения ионов, распыления твёрдых тел и радиационных повреждений.

Для специалистов в области физики твёрдого тела, физики плазмы, микроэлектроники и радиационного материаловедения, а также студентов и аспирантов.

Книга посвящена компьютерному моделированию процессов, которые происходят при столкновении налетающих частиц с поверхностью аморфного, кристаллического или поликристаллического твёрдого тела. В качестве налетающих частиц рассматриваются нейтральные или заряженные атомные частицы. Обсуждаются такие вопросы, как проникновение атомных частиц в мишень, обратное рассеяние и прохождение через мишень, удаление атомов мишени из-за распыления и образование дефектов в мишени. Предмет исследования книги можно определить как атомные столкновения в твёрдом теле и на его поверхностях.

Все указанные процессы имеют многочисленные применения, в качестве примера можно привести имплантацию в полупроводниках. Процессам рассеяния принадлежит особая роль при химическом и структурном анализе поверхности. Распыление используется для производства тонких плёнок, в методиках анализа поверхности и при очистке поверхности. Распыление, обратное рассеяние и имплантация оказывают решающее воздействие на стенки термоядерных устройств, а также других плазменных установок. Ещё одной важной проблемой является повреждение материалов, используемых в ядерных реакторах, под действием атомных частиц.

В монографии даны физические основы для исследования основных процессов, связанных со столкновениями, при помощи компьютерного моделирования. Обсуждаются два подхода-приближение парных столкновений и классическая динамическая модель; рассматриваются также потенциалы взаимодействия и неупругие потери энергии. Представлены наиболее значительные результаты, достигнутые в упомянутых выше областях, и обширный обзор литературы, опубликованной до 1990 г. включительно. Книгу можно использовать как введение в данную область науки, рассчитанное на студента-физика с соответствующей подготовкой. Она также будет полезна специалистам как источник подробной информации о проведённых исследованиях…

Предисловие
В. Экштайн
Гархинг
май 1991

Книги на ту же тему

1. Электронные свойства двумерных систем, Андо Т., Фаулер А., Стерн Ф., 1985
2. Методы анализа поверхностей, Зандерна А. В., ред., 1979
3. Итоги науки и техники: Физика плазмы. Том 3, Шафранов В. Д., ред., 1982
4. Диэлектрики и радиация: Кн. 1: Радиационная электропроводность, Костюков Н. С., Муминов М. И., Атраш С. М., Мухамеджанов М. А., Васильев Н. В., 2001
5. Модифицирование полупроводников пучками протонов, Козловский В. В., 2003
6. Химическая физика поверхности твёрдого тела, Моррисон С., 1980
7. Диэлектрики и радиация: Кн. 7: Влияние трансмутантов на свойства керамических диэлектриков, Костюков Н. С., Астапова Е. С., Еремин И. Е., Демчук В. А., Щербакова Е. В., 2007
8. Диэлектрики и радиация: Кн. 5: Диэлектрические свойства полимеров в полях ионизирующих излучений, Тютнев А. П., Саенко B. C., Пожидаев Е. Д., Костюков Н. С., 2005
9. Нанотехнологии в микроэлектронике, Агеев О. А., Коноплёв Б. Г., ред., 2019
10. Диэлектрические материалы: Радиационные процессы и радиационная стойкость, Шварц К. К., Экманис Ю. А., 1989
11. Плазменная технология в производстве СБИС, Айнспрук Н., Браун Д., ред., 1987
12. Вакуумно-плазменное и плазменно-растворное модифицирование полимерных материалов, Кутепов A. M., Захаров А. Г., Максимов А. И., 2004
13. Теория ангармонических эффектов в кристаллах, Лейбфрид Г., Людвиг В., 1963
14. Распад электронных возбуждений с образованием дефектов в твёрдых телах, Лущик Ч. Б., Лущик А. Ч., 1989
15. Фотодеструкция, фотоокисление, фотостабилизация полимеров, Рэнби Б., Рабек Я., 1978
16. Механизмы вторичной электронной эмиссии рельефной поверхности твёрдого тела, Новиков Ю. А., ред., 1998
17. Введение в теорию многократного рассеяния частиц, Нелипа Н. Ф., 1960
18. Процессы столкновений в ионизованных газах, Мак-Даниель И., 1967
19. Распыление под действием бомбардировки частицами. Вып. III. Характеристики распыленных частиц, применения в технике, Бериш Р., Виттмак К., Легрейд Н., Мак-Кланахан Э., Сандквист Б., Хауффе В., Хофер В., Ю М., 1998
20. Лекции по физике твёрдого тела: Принципы строения, реальная структура, фазовые превращения, Жданов Г. С., Хунджуа А. Г., 1988
21. Квантовая теория твёрдых тел, Пайерлс Р., 1956
22. Введение в физику поверхности, Оура К., Лифшиц В. Г., Саранин А. А., Зотов А. В., Катаяма М., 2006
23. Поверхностные свойства германия и кремния, Боонстра А., 1970
24. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике, Хеерман Д. В., 1990
25. Методы Монте-Карло в статистической физике, Биндер К., ред., 1982
26. Моделирование методом Монте-Карло в статистической физике: Введение, Биндер К., Хеерман Д. В., 1995
27. Метод Монте-Карло, Соболь И. М., 1978
28. Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло), Бусленко Н. П., Голенко Д. И., Соболь И. М., Срагович В. Г., Шрейдер Ю. А., 1962
29. Химическое состояние и атомная структура поверхности г.ц.к. металлов в реакции взаимодействия с галогенами, Конов В. И., Ельцов К. Н., ред., 2003
30. Статистическое взаимодействие электронов и дефектов в полупроводниках, Винецкий В. Л., Холодарь Г. А., 1969
31. Квантовые компьютеры, микро- и наноэлектроника: физика, технология, диагностика и моделирование, 2005
32. Радиобиологические эффекты корпускулярных излучений: радиационная безопасность космических полётов, Федоренко Б. С., 2006