Катодне розпиляло
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Катодне розпиляло

Катодне розпиляло, іонне розпиляло, руйнування негативного електроду (катода) в газовому розряді під дією ударів позитивних іонів. У ширшому сенсі — руйнування твердої речовини при його бомбардуванні зарядженими або нейтральними частками.

  До. р., з одного боку, небажане явище, що зменшує термін служби електровакуумних приладів ; з ін. сторони, До. р. має практичне вживання для очищення поверхонь, виявлення структури речовини (іонне труїть), нанесення тонких плівок, для здобуття направлених молекулярних пучків і так далі Бомбардуючі іони, проникаючи в глиб мішені, викликають зсув її атомів. Ці зміщені атоми, у свою чергу, можуть викликати нові зсуви і так далі Частина атомів при цьому досягає поверхні речовини і виходить за її межі. За певних умов частки можуть покидати поверхню мішені у вигляді іонів (див. Іонна емісія ). В монокристалах найбільш сприятливі умови для виходу часток складаються в напрямах, де щільність упаковки атомів найбільша. У цих напрямах утворюються ланцюжки зіткнень (фокусони), за допомогою яких енергія і імпульс зміщених часток передаються з найменшими втратами. Істотну роль при До. р. грає процес каналування іонів, що визначає глибину їх проникнення в мішень (див. Каналування заряджених часток ).

  До. р. спостерігається при енергії іонів E вище за деяку величину E 0 , званим порогом До. р. Значення E 0 для різних елементів вагаються від одиниць до декількох десятків ев . Кількісно До. р. характеризується коефіцієнтом того, що розпиляло S , рівним числу атомів, вибитих одним іоном. Поблизу порогу S дуже мало (10 –5 атомов/іон), а за оптимальних умов S досягає декількох десятків. Величина S не залежить від тиску газу при малому тиску р < 13,3 н / м-код 2 (0,1 мм рт . ст .), але при р > 13,3 н / м-код 2 (0,1 мм рт . см .) відбувається зменшення S за рахунок збільшення числа часток, що осідають назад на поверхню. На величину S впливають як властивості бомбардуючих іонів — їх енергія E i ( мал. 1 ), маса M i ( мал. 2 ), кут падіння її на мішень ( мал. 3 ), так і властивості розпиляної речовини — чистота поверхні, температура, кристалічна структура, маса атомів мішені.

  Кутовий розподіл часток, що вилітають з розпиляної поверхні, анізотропно. Воно залежить від енергії іонів, а для монокристалів також від типа кристалічної решітки і будови розпиляної грані. Осад з розпиляної речовини, що утворюється на екрані, має вигляд окремих плям причому симетрія картини осаду та ж, що і симетрії розпиляної грані і що утворилися на ній в результаті До. р. фігур того, що труїть ( мал. 4 ). Енергії розпорошених часток вагаються від декількох долею ев до величин порядку енергії первинних іонів. Середні енергії розпиляних часток складають зазвичай десятки ев і залежать від властивостей матеріалу мішені і характеристик іонного пучка.

  Літ.: Моргуліс Н. Д., Катодне розпиляло, «Успіхи фізичних наук», 1946, т. 28, ст 2—3, с. 202; Плешивцев Н. Ст, Катодне розпиляло, М., 1968; Камінський М., Атомні і іонні зіткнення на поверхні металу, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1967; Томпсон М., Дефекти і радіаційні пошкодження в металах, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1971.

  Ст Е. Юрасова.

Pіс. 4. Вгорі — осад, що утворюється на прозорому екрані, розташованому паралельно розпиляній грані монокристала Сu [а — грані (100), би — грані (110), в — грані (111)], внизу — поглиблення, що виникають при цьому на поверхнях граней.

Мал. 1. Залежність коефіцієнта того, що розпиляло S мідної мішені від енергії Е бомбардуючих іонів.

Мал. 3. Залежність S від кута падіння а іонів, бомбардуючих поверхню Cu, Ta, Fe, Pt (цифри вказують енергію іонів).

Мал. 2. Залежність коефіцієнта того, що розпиляло S від маси бомбардуючих іонів M i ( Е i = 400 ев ).