Наноструктури, индуцирани от адитивност на йонни лъчи между отлаганията на кинетична енергия и
Разработването по възпроизводим и добре контролиран начин наноструктури върху твърда повърхност, които могат да имат оригинални свойства (газови детектори, магнитен сензор, реактивност и катализа и др.), Изисква оригинални инструменти и добро разбиране на явленията за структурна повърхност (прекъсвания на връзките, дифузия, сегрегация и др.).
Сред възможните техники структурирането на материята чрез йонни лъчи е оригинална техника в основата на изследователската дейност на групата MADIR - Материали, дефекти и облъчване в CIMAP. Наскоро този екип, в сътрудничество с китайски и австрийски екипи, изследва повърхностните модификации на CaF2 и създаването на независими участъци, като играе както върху кинетичната енергия, така и върху състоянието на заряда на лъчите на "йони.
По този начин е установена фазова диаграма за образуване на петна по повърхността на CaF2, облъчени с йони Xe, като функция от загубата на енергия от електронно възбуждане, свързана с кинетичната енергия на йоните, и от тяхната потенциална енергия. енергиите на връзката на липсващите електрони). В междинния режим, между отлаганията на чисто кинетична или чисто потенциална енергия, формализирането и 3D моделирането направи възможно да се покаже, че адитивността на двата процеса обяснява образуването на наноструктури, под праговете за образуване на индуцирани наноструктури. единия или другия от механизмите.
Наноструктурирането на материали е едно от най-популярните технологични приложения на йонните лъчи днес. В действителност, по време на пътуването си през материала, йоните депонират енергията си по своята траектория; които могат да променят трайно организацията на материала по обем (създаване на дефекти, фазов преход, оформяне на частици и др.), както и на повърхността му (образуване на кратери, шипове, бразди, вълни, гънки и др. ...) [ 1,2]. Обикновено именно колективният ефект на йони се използва за наноструктуриране. От няколко години обаче екипът на CIMAP се развива, благодарение на бързите тежки йони на GANIL, наноструктуриране чрез индивидуално въздействие (създаване на скрити следи, нанопори, низ от редовно разположени нано подутини и др.).
Изследователите на CIMAP в сътрудничество с Институтите за съвременна физика в Ланджоу и Приложна физика от Виена се интересуват от повърхностните модификации на известен изолатор CaF2, [1,3], като играят върху енергията на лъча на йони. Използваните лъчи принадлежат към много различни енергийни режими, но имат обща характеристика: отлагането на енергия от снаряда към материята става чрез електронни възбуждания, а не от балистични сблъсъци. По този начин екстремните случаи на бързи йони (MeV-GeV), произведени в GANIL в Кан и високо заредени бавни йони (keV), произведени в IMP в Ланджоу, бяха използвани за съответно изменение на депозитите на кинетична енергия чрез възбуждащ електрон (Se в keV/nm) потенциална енергия (Ep в keV, представляваща сумата от енергиите на свързване на липсващите електрони).