氩团簇离子溅射产量：硅材料的分子动力学模拟和估计总溅射产量的方程
摘要：氩气团簇离子束源近年来在X射线光电子能谱（XPS）和次级离子质谱（SIMS）仪器上得到广泛应用，但目前文献中对溅射产量的参考数据较少。为了规划并校准XPS或SIMS深度剖面的深度刻度，需要总溅射产量参考数据。我们先前发表了一种半经验的阈值方程，用于估计气团总溅射产量，该方程基于气团的每原子能量和材料的有效单原子溅射阈值。已经证实该方程与团簇约千个原子的有机和无机材料溅射产量测量结果极其吻合。在这里，我们使用分子动力学（MD）方法探索了比实验难以高精度实施的更宽的能量和团簇大小范围。我们在辛辛那提和纽卡斯尔的高性能计算机系统上使用大规模原子/分子大规模并行模拟器（LAMMPS）并行MD代码进行了MD模拟。我们对硅（100）表面进行了1,150个单独碰撞的模拟，作为典型的无机基底，团簇大小在30到3,000个氩原子之间，每原子能量在5到40eV的范围内。这对于SIMS和XPS中实验团簇深度剖面是最重要的区域。我们的MD结果显示出对团簇大小和每原子能量的依赖关系。使用之前由Paruch等人提出的指数，我们修改了之前发表的Threshold模型方程以考虑这一点。修改后的Threshold方程非常适配我们所有的MD结果，进一步巩固了它在拟合实验溅射产量测量方面的成功。
作者：Peter J Cumpson and Mieszko Jaskiewicz and WooKyun Kim
论文ID：1710.00367
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2017-10-03