Features of Mass Transfer During Ion Implantation

УДК 519.7

  • R.B. Abylkalykova Sarsen Amanzholov East Kazakhstan State University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan) Email: rabylkalykova@mail.ru
  • L.I. Kveglis Sarsen Amanzholov East Kazakhstan State University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan) Email: kveglis@list.ru
  • B.K. Rakhadilov Sarsen Amanzholov East Kazakhstan State University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan) Email: bor1988@mail.ru
  • G.S. Bektasova Sarsen Amanzholov East Kazakhstan State University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan) Email: bektasovags@mail.ru
Keywords: ion implantation, local pressure, fast mass transfer, interstitial phases

Abstract

In this paper, the reaction products obtained by ion implantation of nitrogen, oxygen, and phosphorus into a tungsten target are investigated. The conditions for the creation of new compounds during high-dose implantation, leading to the processes of rapid mass transfer of ions into the target material, have been clarified. It has been established that ion implantation of nitrogen into tungsten leads to the appearance of the interstitial phase of W2N with FCC structure; oxygen implantation — to the formation of a phase with a close-packed structure of the FCC structure, which is similar in structure and parameters to W2O; phosphorus implantation — to the formation of tungsten phosphide W2P with an orthorhombic structure after additional annealing at temperatures exceeding 800-900 0С. An estimation has been made for the local pressure of the ion flux on the target surface which leads to a localized curvature of the crystal lattice due to which rapid mass transfer of implanted ions in the target material is possible.

The formation of interstitial phases during ion implantation is the result of shear deformation localization under conditions of accelerated mass transfer. Highly nonequilibrium supersaturated solid solutions, as well as highly defective structural-nonequilibrium states with a high curvature of the crystal lattice, are formed under conditions of high-dose ion implantation.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

R.B. Abylkalykova, Sarsen Amanzholov East Kazakhstan State University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan)

кандидат физико-математических наук, профессор кафедры физики и технологий

L.I. Kveglis, Sarsen Amanzholov East Kazakhstan State University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan)

доктор физико-математических наук, профессор кафедры физики и технологий

B.K. Rakhadilov, Sarsen Amanzholov East Kazakhstan State University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan)

Ph.d., доцент кафедры физики и технологий

G.S. Bektasova, Sarsen Amanzholov East Kazakhstan State University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan)

кандидат философских наук, доцент кафедры физики и технологий

References

Кумахов М.А., Муравлев В.Л., Аверьянов Е.Г., Симонов В.А., Хавкин Л.П. Проективные пробеги и разбросы пробегов для 20 кэВ ≤ E ≤ 1000кэВ. М., 1974.

Абдрафиков А.П., Каздаев Х.Р., Баядилов Е.М., Кадыржанов К.К. Фотометрирование рентгенограмм модулированным световым пучком // Изв. АН КазССР. Сер. : Физ.-мат. 1984. № 6.

Абылкалыкова Р.Б., Каздаев Х.Р., Скаков М.К. Ионнолучевой синтез соединений в вольфраме // Вестник КазНУ Сер. : Физ. 2004. № 1 (16).

Abylkalykova L., Kveglis H. Kazdaev Regularities of Formation of the Ordered Structures in Refractory Metals at Ion Implantation. Journal of Siberian Federal Univercity. Engineering & Technologies. 2011. № 3.

Kazdaev Kh., Akchulakov M.T., Bayadilov E.M. Synthesis of Compounds in Molybdenum during Ion Implantation Combined with Thermal and Pulsed Electron Annealing // Phys. Research. 1990. V. 13.

Диаграммы состояния двойных металлических систем / справочник под ред. академика Н.П. Лякишева. М., 2001. Кн. 1, т. 3.

Барабаш О.М., Коваль Ю.Н. Структура и свойства металлов и сплавов / справочник. Киев, 1986.

Деканосидзе Р.Н., Диасамидзе Э.М., Кутелия Э.Р. и др. Структурные изменения в монокристаллах вольфрама при имплантации ионов кислорода // Поверхность. ФХМ. 1988. № 10.

JCPDS-International Centre for Diffraction Data. PDF-2 Data Base (Sets 1-51 plus 70-89).

Каздаев Х.Р., Акчулаков М.Т., Баядилов Е.М. Синтез соединений в молибдене, имплантированном ионами кремния, фосфора и серы // Поверхность. ФХМ. 1990. № 8.

Панин В.Е., Гриняев Ю.В. Елсукова Т.Ф., Иванчин А.Г. Структурные уровни деформации твердых тел // Изв. вузов. Физика. 1982. № 6.

Панин В.Е., Панин А.В., Елсукова Т.Ф., Попкова Ю.Ф. Фундаментальная роль кривизны кристаллической структуры в пластичности и прочности твердых тел // Физ. мезомех. 2014. Т. 17. № 6.

Панин В.Е., Егорушкин В.Е. Солитоны кривизны как обобщенные волновые структурные носители пластической деформации и разрушения // Физ. мезомех. 2013. Т. 16. № 3.

Published
2019-09-12
How to Cite
Abylkalykova R., Kveglis L., Rakhadilov B., Bektasova G. Features of Mass Transfer During Ion Implantation // Izvestiya of Altai State University, 2019, № 4(108). P. 11-17 DOI: 10.14258/izvasu(2019)4-01. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-01.